पारंपरिक IO मॉड्यूल को समझना और उनकी सीमाएँ

पारंपरिक नियंत्रण प्रणालियाँ औद्योगिक ऑटोमेशन के लिए समर्पित Input Output (IO) कार्ड पर निर्भर करती हैं। प्रत्येक पारंपरिक मॉड्यूल केवल एक सिग्नल प्रकार, जैसे Digital Input (DI), Digital Output (DO), Analog Input (AI) या Analog Output (AO), को प्रोसेस करता है। एक मानक 16-चैनल कार्ड सभी पोर्ट पर केवल एक विशिष्ट चैनल प्रकार स्वीकार करता है। यह अनम्य हार्डवेयर डिज़ाइन अक्सर परियोजना के निष्पादन के दौरान गंभीर इंजीनियरिंग बाधाएँ पैदा करता है। इंजीनियरों को अक्सर एक अतिरिक्त सेंसर के लिए पूरी तरह नए कार्ड लगाने पड़ते हैं। परिणामस्वरूप, डिज़ाइन में देर से किए गए बदलाव नियंत्रण कैबिनेट के लिए आवश्यक स्थान बढ़ा देते हैं और परियोजना लागत में वृद्धि करते हैं।

Flexible Input Output मॉड्यूल क्या होते हैं

Flexible Input Output Modules (FIOM), Distributed Control System (DCS) और Programmable Logic Controller (PLC) आर्किटेक्चर में एक बड़ा उन्नयन हैं। ये यूनिवर्सल चैनल कार्ड इंजीनियरों को अलग-अलग चैनलों को सॉफ्टवेयर या हार्डवेयर के माध्यम से AI, AO, DI या DO के रूप में कॉन्फ़िगर करने की सुविधा देते हैं। ऑटोमेशन टीमों को अब डिज़ाइन चरण की शुरुआत में प्रत्येक अलग सिग्नल प्रकार की सटीक संख्या तय करने की आवश्यकता नहीं होती। डिज़ाइनर केवल कैबिनेट के लिए आवश्यक कुल चैनल क्षमता चुनते हैं। यह यूनिवर्सल कार्यक्षमता अतिरिक्त पुर्ज़ों की इन्वेंटरी कम करती है और फील्ड वायरिंग तथा सिस्टम इंटीग्रेशन को सरल बनाती है।

प्रमुख ऑटोमेशन विक्रेता और उनके आर्किटेक्चरल दृष्टिकोण

प्रमुख ऑटोमेशन निर्माता यूनिवर्सल चैनल कॉन्फ़िगरेशन के लिए विशिष्ट हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन प्रदान करते हैं:

• Honeywell (Universal IO - UIO): भौतिक मॉड्यूल में बदलाव किए बिना केवल सॉफ्टवेयर के माध्यम से कॉन्फ़िगरेशन सक्षम करता है।
• Emerson (DeltaV CHARMs): व्यक्तिगत टर्मिनल ब्लॉक पर सिग्नल प्रकार निर्धारित करने के लिए कैरेक्टराइज़ेशन मॉड्यूल का उपयोग करता है।
• Yokogawa (N-IO): विविध सिग्नल कंडीशनिंग के लिए सॉफ्टवेयर कॉन्फ़िगरेबिलिटी को बेसप्लेट सिग्नल अडैप्टर के साथ जोड़ता है।
• Rockwell Automation (FLEX 5000 IO): फैक्ट्री ऑटोमेशन आर्किटेक्चर को बेहतर बनाने के लिए कॉन्फ़िगरेबल चैनल विकल्प प्रदान करता है।
• ABB (Select I/O): फील्ड कनेक्शन को अनुकूलित करने के लिए सिंगल-चैनल सिग्नल कंडीशनिंग मॉड्यूल का उपयोग करता है।

जहाँ Honeywell पूरी तरह सॉफ्टवेयर-निर्धारित चैनल प्रदान करता है, वहीं Emerson और Yokogawa जैसे विक्रेता मॉड्यूलर हार्डवेयर अडैप्टर का उपयोग करते हैं। इंजीनियरिंग के 15 वर्षों के मेरे अनुभव में, DeltaV CHARMs जैसे हार्डवेयर-आधारित अडैप्टर चैनलों के बीच बेहतर विद्युत आइसोलेशन प्रदान करते हैं। इसके विपरीत, पूरी तरह सॉफ्टवेयर-कॉन्फ़िगरेबल चैनल फील्ड अपग्रेड के दौरान भौतिक मॉड्यूल संभालने की आवश्यकता पूरी तरह समाप्त कर देते हैं।

फैक्ट्री ऑटोमेशन में FIOM के प्रमुख लाभ

लचीली IO तकनीक अपनाने से प्लांट के पूरे जीवनचक्र में महत्वपूर्ण परिचालन और वित्तीय लाभ मिलते हैं:

• कम निष्पादन समय: अंतिम इंस्ट्रूमेंट इंडेक्स तय होने से पहले ही इंजीनियर कैबिनेट असेंबली पूरी कर लेते हैं।
• कम अतिरिक्त पुर्ज़ों की इन्वेंटरी: मेंटेनेंस टीमें चार अलग-अलग मॉड्यूल रखने के बजाय एक यूनिवर्सल कार्ड प्रकार का स्टॉक रखती हैं।
• कम पूंजीगत व्यय: कॉम्पैक्ट मॉड्यूल डिज़ाइन नियंत्रण कक्ष में आवश्यक कैबिनेट स्थान को काफी कम करते हैं।
• तेज़ साइट कमीशनिंग: लूप परीक्षण के दौरान फील्ड इंजीनियर सॉफ्टवेयर के माध्यम से चैनल प्रकार तुरंत पुनः कॉन्फ़िगर कर सकते हैं।

वास्तविक अनुप्रयोग परिदृश्य: पेट्रोकेमिकल प्लांट का विस्तार

एक ऐसी पुरानी रिफाइनरी के विस्तार पर विचार करें, जिसमें देर से तापमान ट्रांसमीटर और वाल्व लिमिट स्विच जोड़े जा रहे हों। पारंपरिक DCS डिज़ाइन के तहत, दो अतिरिक्त AI सिग्नल और एक DO सिग्नल जोड़ने के लिए तीन अलग-अलग कार्ड प्रकारों की आवश्यकता होती है। यदि अतिरिक्त चैनल उपलब्ध न हों, तो इंजीनियरों को नए रैक स्थान लगाने और फील्ड वायरिंग बढ़ाने की आवश्यकता होगी।

लचीले IO आर्किटेक्चर का उपयोग करके, फील्ड इंजीनियर मौजूदा यूनिवर्सल मॉड्यूल पर तीन अतिरिक्त चैनलों को आसानी से पुनः असाइन कर देता है। इंजीनियर ट्रांसमीटरों के लिए 4-20mA सिग्नल और वाल्वों के लिए 24V DC स्वीकार करने हेतु सॉफ्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन अपडेट करता है। यह सहज संशोधन हार्डवेयर खरीद में होने वाली देरी से बचाता है, कैबिनेट स्थान सुरक्षित रखता है और परियोजना को समय पर बनाए रखता है।

लेखक के बारे में

Zhang Wei PLC, DCS, TSI और पावर प्रोटेक्शन प्रणालियों में 15 वर्षों से अधिक व्यावहारिक अनुभव वाले वरिष्ठ औद्योगिक ऑटोमेशन विशेषज्ञ हैं। उन्होंने पेट्रोकेमिकल, बिजली उत्पादन और विनिर्माण क्षेत्रों में बड़े पैमाने की ऑटोमेशन परियोजनाओं का नेतृत्व किया है। Zhang Wei नियंत्रण प्रणाली आर्किटेक्चर डिज़ाइन, फील्डबस इंटीग्रेशन और वैश्विक औद्योगिक सुविधाओं के लिए पुरानी नियंत्रण प्रणालियों के आधुनिकीकरण में विशेषज्ञता रखते हैं।