औद्योगिक स्वचालन में सामान्य समस्या

औद्योगिक स्वचालन में, अभियंता अक्सर क्षेत्रीय प्रेषक के माप और नियंत्रण कक्ष प्रणालियों जैसे PLC या DCS पर प्रदर्शित मानों के बीच असंगतियों का सामना करते हैं। यह समस्या, यद्यपि सामान्य है, इसके कई मूल कारण हो सकते हैं। इन कारणों को समझना सटीक प्रक्रिया नियंत्रण बनाए रखने और विश्वसनीय प्रणाली प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

प्रेषक और DCS के बीच विन्यास असंगति

माप में असंगति का एक सबसे सामान्य कारण गलत सीमा विन्यास है।
उदाहरण के लिए, यदि तापमान प्रेषक 0–250 °C के लिए कैलिब्रेट किया गया है लेकिन DCS की सीमा 0–200 °C पर सेट है, तो नियंत्रण कक्ष प्रदर्शन क्षेत्रीय प्रदर्शन की तुलना में गलत मान दिखाएगा।

इसे रोकने के लिए, हमेशा सुनिश्चित करें कि प्रेषक और DCS या PLC एनालॉग इनपुट कार्ड दोनों के LRV (निम्न सीमा मान) और URV (उच्च सीमा मान) सेटिंग्स समान हों। उपकरणों के बीच सुसंगत विन्यास सटीक मापन सुनिश्चित करता है और असंगति के सबसे सामान्य स्रोत को समाप्त करता है।

जब विन्यास सही हो लेकिन माप फिर भी भिन्न हों

कभी-कभी, जब दोनों विन्यास पूरी तरह मेल खाते हैं, तब भी असंगतियां बनी रहती हैं। यह अक्सर 4–20 mA लूप धारा में गिरावट के कारण होता है—एनालॉग संकेत संचरण में एक सूक्ष्म लेकिन प्रभावशाली समस्या।

हालांकि 4–20 mA मानक सैद्धांतिक रूप से पूरे लूप में स्थिर धारा बनाए रखता है, व्यावहारिक परिस्थितियां जैसे उच्च केबल प्रतिरोध या खराब टर्मिनेशन छोटे लेकिन मापनीय गिरावट का कारण बन सकती हैं।

4–20 mA लूप धारा गिरावट के सामान्य कारण

संकेत गिरावट के सामान्य कारणों में शामिल हैं:

• मुख्य या शाखा केबलों में उच्च प्रतिरोध

• ग्राउंड लूप और खराब आवरण

• प्रेषक आउटपुट या DCS इनपुट कार्ड का गलत कैलिब्रेशन

• कम-रिज़ॉल्यूशन या बिना कैलिब्रेट किए एनालॉग इनपुट मॉड्यूल

• ढीले या जंग लगे टर्मिनल

• निकटवर्ती उपकरणों से विद्युत शोर या प्रेरित विद्युत चुम्बकीय बल (EMF)

यहां तक कि एक छोटी सी गिरावट—जैसे 0.01 mA—भी प्रदर्शित प्रक्रिया मानों में स्पष्ट विचलन पैदा कर सकती है, विशेषकर बड़ी मापन सीमाओं वाले प्रणालियों में।

लूप धारा गिरावट को मापना और सत्यापित करना

यह पहचानने के लिए कि क्या धारा गिरावट समस्या का स्रोत है, अभियंता निम्नलिखित कदम उठा सकते हैं:

1. लूप धारा मापें एक कैलिब्रेटेड मल्टीमीटर का उपयोग करके जो श्रृंखला में जुड़ा हो।

2. मल्टीमीटर और प्रेषक के आंतरिक HART आउटपुट के बीच माप की तुलना करें ।

3. अंतर का मूल्यांकन करें: यदि प्रेषक का HART 6.00 mA दिखाता है लेकिन मल्टीमीटर 5.99 mA दिखाता है, तो 0.01 mA की लूप हानि मौजूद है।

HART प्रदर्शन सटीक रहता है क्योंकि यह प्रेषक CPU से सीधे डिजिटल डेटा पढ़ता है, एनालॉग संकेत मार्ग को बायपास करता है। DCS, हालांकि, एनालॉग धारा प्राप्त करता है, जिससे यह लूप में छोटी हानियों के प्रति संवेदनशील होता है।

उदाहरण 1: निम्न-सीमा अनुप्रयोग

0–10 किग्रा/सेमी² सीमा वाले दबाव प्रेषक को देखें।
यदि प्रेषक क्षेत्र में 1.25 किग्रा/सेमी² (जो 6 mA के बराबर है) दिखाता है, लेकिन नियंत्रण कक्ष 1.24375 किग्रा/सेमी² (जो 5.99 mA के बराबर है) पढ़ता है, तो त्रुटि 0.00625 किग्रा/सेमी² या 0.06% है।

अधिकांश निम्न-सीमा अनुप्रयोगों में, ऐसी मामूली असंगतियां स्वीकार्य होती हैं। प्रणाली की सटीकता वर्ग और प्रदर्शन संकल्प यह निर्धारित करते हैं कि ये अंतर महत्वपूर्ण हैं या नहीं।

उदाहरण 2: उच्च-सीमा अनुप्रयोग

अब, 0–150,000 किग्रा/घंटा सीमा वाले फ्लेयर प्रवाह प्रेषक को देखें।
0.01 mA की गिरावट (6.00 mA बनाम 5.99 mA) क्षेत्र और नियंत्रण कक्ष के मापों के बीच 93.75 किग्रा/घंटा का विचलन उत्पन्न करती है।
हालांकि प्रतिशत त्रुटि केवल 0.06% है, परंतु पूर्ण अंतर महत्वपूर्ण है। उच्च-सीमा प्रेषकों के लिए, यहां तक कि छोटी संकेत गिरावट भी द्रव्यमान संतुलन गणनाओं और प्रदर्शन निगरानी को प्रभावित कर सकती है।

लूप धारा गिरावट क्यों महत्वपूर्ण है

हालांकि 0.01 mA की गिरावट मामूली लग सकती है, यह महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों जैसे कस्टडी ट्रांसफर, ऊर्जा मापन, या उत्सर्जन निगरानी में प्रक्रिया की अक्षमता या गलत व्याख्या का कारण बन सकती है। इसलिए, एनालॉग लूप की नियमित जांच प्रणाली की विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए आवश्यक है।

इसके अलावा, जैसे-जैसे संयंत्र डिजिटल संचार मानकों (जैसे Foundation Fieldbus, Profibus PA, या ईथरनेट आधारित प्रणालियां) को अपनाते हैं, ऐसी समस्याएं कम हो रही हैं—लेकिन कई पुरानी प्रणालियां अभी भी एनालॉग लूप पर निर्भर हैं, जिससे यह ज्ञान उपकरण अभियंताओं के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

अभियंता की समझ

क्षेत्रीय अनुभव के आधार पर, लूप की अखंडता को प्रत्येक निवारक रखरखाव चक्र के दौरान सत्यापित किया जाना चाहिए। सटीक कैलिब्रेशन उपकरणों का उपयोग, उचित ग्राउंडिंग सुनिश्चित करना, और पुराने केबलों को बदलना असंगति समस्याओं को काफी हद तक कम कर सकता है।
इसके अलावा, आधुनिक स्मार्ट प्रेषक जिनमें निदान सुविधाएं होती हैं, उपयोगकर्ताओं को संभावित लूप धारा गिरावट के बारे में सूचित कर सकते हैं, जिससे कारखाना स्वचालन और प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों में पूर्वानुमानित रखरखाव रणनीतियों में सुधार होता है।

व्यावहारिक समाधान और अनुप्रयोग परिदृश्य

• नियमित कैलिब्रेशन: प्रेषक और DCS दोनों के मापन को वार्षिक रूप से सत्यापित करें।

• केबल प्रबंधन: मोड़दार आवरण युक्त जोड़े का उपयोग करें और उचित ग्राउंडिंग बनाए रखें।

• डिजिटल सत्यापन: असंगतियों का शीघ्र पता लगाने के लिए HART या फील्डबस निदान का उपयोग करें।

• महत्वपूर्ण अनुप्रयोग: जहां संकेत हानि समाप्त हो जाती है, वहां डिजिटल संचार प्रोटोकॉल पर विचार करें।

निष्कर्ष

क्षेत्रीय प्रेषकों और नियंत्रण कक्ष प्रणालियों के बीच माप असंगतियां मुख्य रूप से विन्यास त्रुटियों या लूप धारा गिरावट के कारण होती हैं। यहां तक कि न्यूनतम धारा परिवर्तन भी विशेष रूप से व्यापक सीमा वाले प्रेषकों में स्पष्ट प्रक्रिया मान विचलन पैदा कर सकता है। सटीक कैलिब्रेशन, उचित लूप अखंडता, और आवधिक सत्यापन बनाए रखकर, अभियंता पूरे नियंत्रण प्रणाली नेटवर्क में सटीक और विश्वसनीय मापन सुनिश्चित कर सकते हैं।