स्मार्ट वाल्व पोजिशनर वाले नियंत्रण वाल्वों के समायोजन संबंधी समस्याएँ एवं उनका समाधान

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स्मार्ट वाल्व लोकेटर वाले नियंत्रण वाल्वों के समायोजन संबंधी समस्याएँ एवं उनका समाधान। स्मार्टनेस, औद्योगिक नियंत्रण एवं स्वचालन के क्षेत्र में वर्तमान एवं भविष्य में विकास की दिशाओं में से एक है। यह औद्योगिक एवं स्वचालन क्षेत्र में नई तकनीकों, नए तरीकों एवं नए उत्पादों के विकास की प्रवृत्ति एवं महत्वपूर्ण संकेतक बन चुका है। चूँकि स्मार्ट वाल्व लोकेटर, नियंत्रण की सटीकता, पर्यावरणीय परिस्थितियों में अनुकूलन क्षमता, संचालन, रखरखाव एवं संचालन संबंधी लागतों के मामले में सामान्य वाल्व लोकेटरों से बेहतर हैं; इसलिए इनका व्यावहारिक उपयोग भी लगातार बढ़ रहा है। हालाँकि, फील्ड में इनके उपयोग के दौरान आने वाली समस्याओं की संख्या भी बढ़ रही है। इन समस्याओं को कैसे हल किया जाए, ताकि स्मार्ट वाल्व लोकेटरों का बेहतर उपयोग हो सके, यह वह समस्या है जिसका सामना हमारे फील्ड इंस्टॉलेशन एवं ट्यूनिंग करने वाले कर्मचारियों को करना ही पड़ता है। 1. स्मार्ट वाल्व पोजिशनर का कार्य सिद्धांत
स्मार्ट वाल्व पोजिशनर में आमतौर पर मॉड्यूलर डिज़ाइन होता है। इसके अंदर एक स्वतंत्र मॉड्यूल बेस होता है; इसकी वजह से साइट पर ही सब-मॉड्यूलों को आसानी से बदला जा सकता है, बिना साइट पर मौजूद तारों या पाइपों को निकालने की आवश्यकता के। इस मॉड्यूल बेस में कुछ सब-मॉड्यूल लगाए जा सकते हैं – जैसे I/P कनवर्टर, इलेक्ट्रॉनिक एवं माइक्रोप्रोसेसर यूनिटें, पनडुब्बीय रिले, वाल्व स्थिति सेंसर, प्रेशर इंडिकेटर आदि। इनमें से कुछ सब-मॉड्यूल, जैसे प्रेशर इंडिकेटर, वैकल्पिक ही होते हैं। इसकी आंतरिक संरचना चित्र 1 में दर्शाई गई है:
**चित्र 1: स्मार्ट वाल्व पोजिशनर की आंतरिक संरचना**
स्मार्ट वाल्व पोजिशनर में उच्च स्तर की एकीकरण क्षमता वाले माइक्रोकंट्रोलर होते हैं। यहाँ पारंपरिक “बल-संतुलन” सिद्धांत के बजाय “विद्युत-संतुलन” सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। नियंत्रण प्रणाली से आने वाले इनपुट संकेतों को माइक्रोप्रोसेसर एवं I/P कनवर्टर की मदद से वायवीय संकेतों में परिवर्तित किया जाता है; इससे वाल्व की स्थिति नियंत्रित की जा सकती है। डिजिटल संकेतों का उपयोग वायवीय एक्जीक्यूटर उपकरणों को चलाने हेतु किया जाता है। वाल्व की स्थिति संबंधी फीडबैक संकेतों को उच्च सटीकता वाले सेंसरों की मदद से डिजिटल संकेतों में परिवर्तित करके माइक्रोप्रोसेसर में भेजा जाता है; इससे विद्युत/वायवीय संकेतों का रूपांतरण संभव होता है, एवं वाल्व की सटीक स्थिति निर्धारित की जा सकती है। इंटेलिजेंट वाल्व लोकेटर में एकीकृत प्रेशर सेंसर, वाल्व लोकेटर द्वारा वाल्व एक्जीक्यूटर तक भेजे जाने वाले गैस-दबाव संकेतों को एकत्र करने हेतु उपयोग में आता है। इससे वाल्व की सटीकता में वृद्धि होती है, एवं इंटेलिजेंट लोकेटर के स्व-निदान हेतु भी यह सहायक होता है। स्मार्ट वाल्व पोजिशनर के विद्युत-संतुलन सिद्धांत को चित्र 2 में दर्शाया गया है: चित्र 2 – विद्युत-संतुलन सिद्धांत
स्मार्ट वाल्व पोजिशनर की मुख्य विशेषताएँ:
(1) उच्च आउटपुट शक्ति एवं त्वरित कार्य करने की क्षमता। ； (2) समायोजन की सटीकता बहुत अधिक है (न्यूनतम स्थानांतरण सटीकता 0.05% तक है), जिससे सही स्थान निर्धारण संभव हो पाता है। ； (3) स्थापना आसान है, एवं इसका समायोजन पूरी तरह स्वचालित रूप से होता है। ； (4) लगभग बिना किसी रखरखाव के ही इसे चलाया जा सकता है; इसका मतलब है कि समय की बचत होती है, एवं इसका उपयोग आसानी से किया ज ； (5) शून्य स्थिति एवं गति-सीमा के साथ, मैनुअल एवं स्वचालित कैलिब्रेशन सुविधा। ； (6) वैकल्पिक या प्रोग्राम करने योग्य आउटपुट विशेषताएँ होना। ； (7) इसमें बहुत ही मजबूत स्व-निदान क्षमता है। ； (8) पारंपरिक वाल्व पोजीशनरों की तुलना में, इसमें गैस की खपत बहुत कम होती है। ； (9) सेटिंग मानों एवं नियंत्रण चरों की सीमा मानों को चुनकर सेट किया जा सकता है। ； (10) नियंत्रण वाल्व के “डेड जोन” को समायोजित किया जा सकता है। ； (11) ऑनलाइन अनुकूलनीय प्रोग्रामों का अर्थ है कि कठिन परिस्थितियों में भी उच्च गुणवत्ता के साथ नियंत्रण संभव है। ； (12) इंटेलिजेंट वाल्व लोकेटर में निहित पैरामीटर, कई कार्यों को संभव बनाते हैं। ； (13) लोकेटर को आसानी से एवं लचीले तरीके से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, वाल्वों की विशेषताओं, उनकी गति की सीमाओं, या अन्य संचालन संबंधी विनिर्देशों को निर्धारित ； (14) तापमान एवं संपीडित वायु के दबाव में होने वाले परिवर्तनों का स्मार्ट वाल्व लोकेटर पर बहुत ही कम प्रभाव पड़ता है; इसे लगभग नजरअंदाज ही किया जा सकता है। 3. डीबगिंग के दौरान आने वाली समस्याएँ एवं उनके समाधान
पिछले कुछ वर्षों में, स्मार्ट वाल्व लोकेटरों के समायोजन एवं उपयोग के दौरान हमें कुछ समस्याओं का सामना करना पड़ा। नीचे कुछ आम समस्याओं एवं उनके समाधान दिए गए हैं:
3.1 स्मार्ट वाल्व लोकेटर स्वचालित रूप से कैलिब्रेट नहीं हो पाता।
आमतौर पर, स्मार्ट वाल्व लोकेटर को कैलिब्रेट करने हेतु हम “हैंडहेल्ड डिवाइस” में उपलब्ध स्वचालित कैलिब्रेशन फीचर का उपयोग करते हैं। लेकिन कभी-कभी स्वचालित कैलिब्रेशन सफल नहीं हो पाता। ऐसी स्थिति में “हैंडहेल्ड डिवाइस” में उपलब्ध मैनुअल कैलिब्रेशन फीचर का उपयोग किया जा सकता है। मैनुअल कैलिब्रेशन सफल हो जाने के बाद, स्वचालित कैलिब्रेशन करने में कोई समस्या नहीं रहती। 3.2 स्मार्ट वाल्व पोजिशनर, स्वचालित एवं मैनुअल दोनों तरीकों से कैलिब्रेशन नहीं कर सकता। जब स्मार्ट पोजिशनर का स्वचालित एवं मैनुअल दोनों ही तरीकों से कैलिब्रेशन संभव न हो, तो निम्नलिखित चरणों का पालन करके समस्या की जाँच की जानी चाहिए: (1) यह सुनिश्चित करें कि गैस प्रवाह हेतु आवश्यक मार्गों में कोई समस्या न हो, एवं वाल्व पोजिशनर के गैस प्रवाह हेतु आवश्यक मार्ग बंद न हों। (2) जाँच करें कि क्या स्थापना आदि संबंधी समस्याओं के कारण वाल्व को चालू/बंद करते समय कोई रुकावट आ रही है। ； (3) स्मार्ट लोकेटर में सेट किए गए वाल्वों संबंधी पैरामीटरों की जाँच करें। वाल्वों का मॉडल एवं आकार आदि पैरामीटर वास्तविकता के अनुरूप होने चाहिए। विशेष रूप से, वाल्वों का मॉडल उसी होना चाहिए जो वास्तव में उपयोग में आ रहा है; क्योंकि वाल्वों के मॉडल में निर्माता द्वारा निर्धारित कई अन्य पैरामीटर भी शामिल होते हैं। यदि हैंडलर में गलत मॉडल चुन लिया जाए, तो कुछ अप्रत्याशित समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। ； (4) वाल्व पोजिशनर के फीडबैक रॉड की सही जगह पर स्थापना न होने से भी, इंटेलिजेंट पोजिशनर स्वचालित/मैनुअल रूप से कैलिब्रेशन करने में असमर्थ रह जाता है। आमतौर पर, परिवहन या अन्य कारणों से, स्मार्ट लोकेटर के फीडबैक रॉड पर लगी लॉकिंग नटें ढीली हो जाती हैं; इस कारण वाल्व लोकेटर का फीडबैक रॉड अपनी मूल स्थिति से भटक जाता है। ऐसी स्थिति में फीडबैक रॉड की स्थिति को पुनः समायोजित करने की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, स्मार्ट नियंत्रण वाल्वों में फीडबैक रॉड को सही स्थान पर रखने हेतु विशेष छिद्र होते हैं। नियंत्रण वाल्व की गैस सप्लाई बंद करने के बाद, फीडबैक रॉड की स्थिति का निर्धारण इन्हीं छिद्रों के माध्यम से किया जा सकता है। चूँकि स्मार्ट वाल्व पोजिशनर में बहुत अधिक अनुकूलन क्षमता होती है, इसलिए फीडबैक रॉड की स्थिति में थोड़ा विचलन होने से स्मार्ट पोजिशनर में कोई समस्या नहीं आती। लेकिन यदि विचलन बहुत अधिक हो जाए, तो वाल्व पोजिशनर स्वचालित/मैनुअल रूप से कैलिब्रेट नहीं हो पाता। ； 3.3 नियंत्रण वाल्व से अधिक मात्रा में लीकेज हो रहा है; समायोजन के बाद भी समस्या बरकरार है। वाल्वों को कारखाने से निकलने से पहले ही निर्माता द्वारा गहन समायोजन एवं परीक्षण किया जाता है। स्थल पर स्थापना के बाद, जब यह सुनिश्चित हो जाता है कि प्रक्रिया-पाइपलाइन साफ है, एवं वाल्व के अंदरूनी भागों में कोई अवरोध या क्षति नहीं है, तब इंटेलिजेंट पोजिशनर की मदद से एक बार फिर समायोजन किया जाता है। ऐसी स्थिति में आम तौर पर अधिक मात्रा में लीकेज होने की समस्या नहीं होती। यदि स्वचालित कैलिब्रेशन के बाद भी वाल्व में समस्याएँ बनी रहती हैं, तो निम्नलिखित तरीकों का उपयोग किया जा सकता है: (1) गैस-बंद वाल्व के लिए, पहले 20mA का सिग्नल दिया जा सकता है; इससे वाल्व पूरी तरह बंद हो जाता है। इसके बाद, वाल्व-स्टीम को नीचे लाने हेतु वाल्व-स्टीम पर लगे दो लॉकिंग नटों का उपयोग किया जा सकता है… जब तक कि वाल्व-स्टीम और नीचे न जा सके। फिर, लगभग 12 मिलीएम्पीयर का सिग्नल इनपुट किया जाता है; वाल्व स्टीम को नीचे की ओर एक-चौथाई घूर्णन करने हेतु, वाल्व स्टीम पर लगे दो लॉकिंग नटों का उपयोग किया जाता है। (2) गैस वाल्व के लिए, पहले 4mA का सिग्नल देकर वाल्व को पूरी तरह बंद अवस्था में लाया जा सकता है। इसके बाद, वाल्व स्टीम को नीचे लाने हेतु वाल्व स्टीम पर लगे दो लॉकिंग नटों का उपयोग किया जा सकता है; ऐसा करने तक कि वाल्व स्टीम और नीचे न जा सके। फिर, लगभग 12 मिलीएम्पीयर का सिग्नल इनपुट किया जाता है; वाल्व स्टीम को नीचे की ओर एक-चौथाई घूर्णन करने हेतु, वाल्व स्टीम पर लगे दो लॉकिंग नटों का उपयोग किया जाता है। उपरोक्त विधियों का उपयोग कई अवसरों पर सफलतापूर्वक किया गया है; इनके द्वारा नियंत्रण वाल्वों से होने वाले रिसाव की समस्या का समाधान किया गया, जिसके कारण नियंत्रण प्रणाली काम नहीं कर पा रही थी। इसके अलावा, यह विधि गैर-स्मार्ट वाल्व लोकेटरों वाले नियंत्रण वाल्वों पर भी उपयोग में आ सकती है। 3.4 वाल्व पोजिशनर में कंपन होना
3.4.1 नियंत्रण वाल्वों की स्थापना से संबंधित समस्याएँ
(1) वाल्वों की गलत स्थापना के कारण वाल्व-स्टीम अटक जाता है। नियंत्रण वाल्व को सही तरीके से ऊर्ध्वाधर रूप से इंस्टॉल नहीं किया गया, जिसके कारण वाल्व का स्टीम अटक जाता है। इसके परिणामस्वरूप नियंत्रण वाल्व में कंपन हो सकता है। (2) गैस पाइपलाइनों का संयोजन सही नहीं है। बड़े आकार के स्मार्ट नियंत्रण वाल्वों में, वाल्व पोजिशनर के एयर सप्लाई स्रोत से पहले एक एयर सप्लाई एम्प्लीफायर होता है। चूँकि इसके लिए कोई इंस्टॉलेशन निर्देश उपलब्ध नहीं थे, इसलिए इंस्टॉलेशन के दौरान स्मार्ट पोजिशनर के एयर सप्लाई स्रोत को गलती से एयर सप्लाई एम्प्लीफायर के एग्जॉस्ट आउटलेट से जोड़ दिया गया। वाल्व के गति करने के दौरान एयर सप्लाई एम्प्लीफायर से पर्याप्त वायु आपूर्ति न होने के कारण, वाल्व में दोलन होने लगा। 3.4.2 प्रक्रिया-पाइपलाइन संबंधी समस्याएँ: क्या प्रक्रिया-पाइपलाइनों में ऐसे उपकरण हैं, जैसे कि कैपेसिटिव एम्प्लीफायर आदि, जिनके कारण तरल पदार्थ में तरंगें उत्पन्न होती हैं? यदि ऐसे उपकरण मौजूद हैं, तो उन्हें पहले ही ठीक कर लेना आवश्यक है; अन्यथा इससे नियंत्रण वाल्वों में भी समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। 3.4.3 स्मार्ट पोजिशनर की संवेदनशीलता को समायोजित करना: अंत में, हैंडलर के माध्यम से वाल्व पोजिशनर में वाल्व की प्रतिक्रिया-संवेदनशीलता, वाल्व का “डेड जोन” एवं वाल्व के गेन संबंधी सेटिंग्स को समायोजित करके वाल्व पोजिशनर में होने वाली समस्याओं को दूर किया जा सकता है। बेशक, कई बार, भले ही पाइपलाइनों की स्थापना एवं अन्य तकनीकी पहलुओं में समस्याएँ हों, फिर भी हम वाल्व लोकेटर में मौजूद वाल्व की संवेदनशीलता, वाल्व का “डेड जोन” एवं वाल्व के गेन संबंधी पैरामीटरों में बदलाव करके वाल्व से जुड़ी समस्याओं को दूर कर सकते हैं। लेकिन ऐसा करने से वाल्व तो इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन दीर्घकालिक उपयोग से वाल्व को नुकसान पहुँचेगा, जिससे इसकी उम्र प्रभावित होगी। इसके अलावा, वाल्व पोजिशनर के अंदर स्थित वायु-मार्ग में रुकावट होने से भी पोजिशनर सही ढंग से काम नहीं कर पाता, या वह झटके खाने लगता है। खराबी को दूर करने से पहले ऐसी समस्याओं को जरूर दूर करना आवश्यक है। 4. निष्कर्ष: स्मार्ट वाल्व लोकेटर, माइक्रोप्रोसेसर से लैस होता है; यह विद्युत-संतुलन सिद्धांत पर कार्य करने वाला नई पीढ़ी का वाल्व लोकेटर है। समय के साथ एवं तकनीक में होने वाली प्रगति के कारण, इसका उपयोग और अधिक व्यापक होता जाएगा। चूँकि इसमें शक्तिशाली स्व-निदान क्षमता है, इसलिए कोई समस्या आने पर आमतौर पर इंटेलिजेंट लोकेटर में मौजूद किसी घटक में खराबी होने का संकेत दिया जाता है। लेकिन कभी-कभी ये संकेत हमें गुमराह भी कर सकते हैं। स्मार्ट वॉल्व लोकेटर से संबंधित समस्याओं को हल करते समय, सबसे पहले यह ध्यान में रखना आवश्यक है कि स्मार्ट वॉल्व लोकेटर में खराबी होने की संभावना बहुत कम होती है; आमतौर पर ये समस्याएँ अन्य हिस्सों से ही उत्पन्न होती हैं। लेकिन ऐसी समस्याएँ वॉल्व लोकेटर पर ही प्रभाव डालती हैं। इसलिए हमें समस्याओं को हल करने हेतु समग्र प्रणाली के दृष्टिकोण से ही कार्य करना आवश्यक है। अक्सर, सामान्य वॉल्व लोकेटरों से संबंधित समस्याओं को हल करने हेतु उपयोग की जाने वाली विधियाँ ही यहाँ भी लागू होती हैं।