नियंत्रण वॉल्व: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(Created page with "{{short description|Flow control device}} नियंत्रण वाल्व एक वाल्व होता है जिसका उपयोग नियं...")
 
 
(7 intermediate revisions by 2 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{short description|Flow control device}}
{{short description|Flow control device}}
नियंत्रण [[वाल्व]] एक वाल्व होता है जिसका उपयोग नियंत्रक के सिग्नल द्वारा निर्देशित प्रवाह मार्ग के आकार को अलग-अलग करके [[द्रव प्रवाह]] को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।<ref>Instrument Society of America Standard S561.1, 1976. as reproduced in the "Fisher control valve handbook" fourth edition 1977.</ref> यह द्रव गतिशीलता दर के प्रत्यक्ष नियंत्रण और [[दबाव]], [[तापमान]] और [[तरल]] स्तर जैसी प्रक्रिया मात्राओं के परिणामी नियंत्रण को सक्षम बनाता है।
'''नियंत्रण [[वाल्व]]''' वाल्व होता है जिसका उपयोग नियंत्रक के सिग्नल द्वारा निर्देशित प्रवाह मार्ग के आकार को भिन्न-भिन्न करके [[द्रव प्रवाह]] को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।<ref>Instrument Society of America Standard S561.1, 1976. as reproduced in the "Fisher control valve handbook" fourth edition 1977.</ref> इस प्रकार से यह द्रव गतिशीलता दर के प्रत्यक्ष नियंत्रण और [[दबाव]], [[तापमान]] और [[तरल]] स्तर जैसी प्रक्रिया मात्राओं के परिणामी नियंत्रण को सक्षम बनाता है।


स्वचालित नियंत्रण शब्दावली में, एक नियंत्रण वाल्व को अंतिम नियंत्रण तत्व कहा जाता है।
इस प्रकार से स्वचालित नियंत्रण शब्दावली में, नियंत्रण वाल्व को "अंतिम नियंत्रण तत्व" कहा जाता है।


==संचालन==
==संचालन==
[[File:Control valves.jpg|thumb|प्रत्येक वायु-सक्रिय नियंत्रण वाल्व में 4-20 एमए आई से पी कनवर्टर होता है जो वाल्व पोजिशनर से अभिन्न होता है। इस उदाहरण में प्रत्येक पोजिशनर नियंत्रण सिग्नल के विरुद्ध वाल्व स्टेम यात्रा की तुलना कर रहा है, और कोई सुधार लागू कर रहा है।]]स्वचालित नियंत्रण वाल्वों को खोलना या बंद करना आमतौर पर विद्युत, [[हाइड्रोलिक]] या [[वायवीय एक्चुएटर्स]] द्वारा किया जाता है। आम तौर पर एक मॉड्यूलेटिंग वाल्व के साथ, जिसे पूरी तरह से खुले और पूरी तरह से बंद के बीच किसी भी स्थिति में सेट किया जा सकता है, वाल्व पोजिशनर्स का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि वाल्व खोलने की वांछित डिग्री प्राप्त करता है।<ref>{{Cite web |date=2020-10-07 |title=What is Control Valve & How Does it Works {{!}} Aira Valve |url=https://blog.airaindia.com/what-is-control-valve-how-does-it-works/ |access-date=2022-12-17 |language=en-US}}</ref>
[[File:Control valves.jpg|thumb|प्रत्येक वायु-सक्रिय नियंत्रण वाल्व में 4-20 एमए आई से पी कनवर्टर होता है जो वाल्व पोजिशनर से अभिन्न होता है। इस उदाहरण में प्रत्येक पोजिशनर कंट्रोल सिग्नल के विरुद्ध वाल्व स्टेम यात्रा की तुलना कर रहा है, और कोई सुधार प्रयुक्त कर रहा है।]]स्वचालित नियंत्रण वाल्वों को खोलना या बंद करना सामान्यतः विद्युत, [[हाइड्रोलिक]] या [[वायवीय एक्चुएटर्स]] द्वारा किया जाता है। और सामान्यतः मॉड्यूलेटिंग वाल्व के साथ, जिसे पूर्ण रूप से खुले और पूर्ण रूप से बंद के मध्य किसी भी स्थिति में सेट किया जा सकता है, जिससे वाल्व पोजिशनर्स का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि वाल्व खोलने की वांछित डिग्री प्राप्त करता है।<ref>{{Cite web |date=2020-10-07 |title=What is Control Valve & How Does it Works {{!}} Aira Valve |url=https://blog.airaindia.com/what-is-control-valve-how-does-it-works/ |access-date=2022-12-17 |language=en-US}}</ref>
वायु-सक्रिय वाल्वों का उपयोग आमतौर पर उनकी सादगी के कारण किया जाता है, क्योंकि उन्हें केवल संपीड़ित वायु आपूर्ति की आवश्यकता होती है, जबकि विद्युत संचालित वाल्वों को अतिरिक्त केबलिंग और स्विच गियर की आवश्यकता होती है, और हाइड्रॉलिक रूप से सक्रिय वाल्वों को हाइड्रोलिक तरल पदार्थ के लिए उच्च दबाव आपूर्ति और रिटर्न लाइनों की आवश्यकता होती है।
इस प्रकार से वायु-सक्रिय वाल्वों का उपयोग सामान्यतः उनकी सरलता के कारण किया जाता है, क्योंकि उन्हें केवल संपीड़ित वायु आपूर्ति की आवश्यकता होती है, जबकि विद्युत संचालित वाल्वों को अतिरिक्त केबलिंग और स्विच गियर की आवश्यकता होती है, और हाइड्रॉलिक रूप से सक्रिय वाल्वों को हाइड्रोलिक तरल पदार्थ के लिए उच्च दबाव आपूर्ति और रिटर्न लाइनों की आवश्यकता होती है।


वायवीय नियंत्रण सिग्नल परंपरागत रूप से 3-15 पीएसआई (0.2-1.0 बार) की दबाव सीमा पर आधारित होते हैं, या अब आमतौर पर, उद्योग के लिए 4-20 एमए का विद्युत सिग्नल, या [[एचवीएसी]] सिस्टम के लिए 0-10 वी पर आधारित होते हैं। विद्युत नियंत्रण में अब अक्सर 4-20 एमए नियंत्रण धारा पर लगाया गया एक स्मार्ट संचार सिग्नल शामिल होता है, ताकि वाल्व स्थिति के स्वास्थ्य और सत्यापन को नियंत्रक को वापस संकेत दिया जा सके। [[हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल]], [[फील्डबस]] फाउंडेशन और [[प्रोफिबस]] सबसे आम प्रोटोकॉल हैं।
जिससे वायवीय नियंत्रण सिग्नल परंपरागत रूप से 3-15 पीएसआई (0.2-1.0 बार) की दबाव सीमा पर आधारित होते हैं, या अब सामान्यतः, उद्योग के लिए 4-20 एमए का विद्युत सिग्नल, या [[एचवीएसी]] प्रणाली के लिए 0-10 वी पर आधारित होते हैं। और विद्युत नियंत्रण में अब प्रायः 4-20 एमए नियंत्रण धारा पर लगाया गया स्मार्ट संचार सिग्नल सम्मिलित होता है, जिससे वाल्व स्थिति के स्वास्थ्य और सत्यापन को नियंत्रक को वापस संकेत दिया जा सकता है। और [[हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल]], [[फील्डबस]] फाउंडेशन और [[प्रोफिबस]] अधिक समान प्रोटोकॉल हैं।


एक स्वचालित नियंत्रण वाल्व में तीन मुख्य भाग होते हैं जिनमें प्रत्येक भाग कई प्रकार और डिज़ाइन में मौजूद होता है:
इसलिए एक स्वचालित नियंत्रण वाल्व में तीन मुख्य भाग होते हैं जिनमें प्रत्येक भाग अनेक प्रकार और डिज़ाइन में उपस्तिथ होता है:
* वाल्व एक्चुएटर - जो वाल्व के मॉड्यूलेटिंग तत्व, जैसे गेंद या तितली को स्थानांतरित करता है।
* वाल्व एक्चुएटर - जो वाल्व के मॉड्यूलेटिंग तत्व, जैसे बॉल या बटरफ्लाई को स्थानांतरित करता है।
* वाल्व पोजिशनर - जो सुनिश्चित करता है कि वाल्व खुलने की वांछित डिग्री तक पहुंच गया है। इससे घर्षण और घिसाव की समस्या दूर हो जाती है।
* वाल्व पोजिशनर - जो सुनिश्चित करता है कि वाल्व खुलने की वांछित डिग्री तक पहुंच गया है। इससे घर्षण और घिसाव की समस्या दूर हो जाती है।
* वाल्व बॉडी - जिसमें मॉड्यूलेटिंग तत्व, एक प्लग, ग्लोब, बॉल या बटरफ्लाई शामिल होता है।
* वाल्व बॉडी - जिसमें मॉड्यूलेटिंग तत्व, प्लग, ग्लोब, बॉल या बटरफ्लाई सम्मिलित होता है।


==क्रिया पर नियंत्रण==
==क्रिया पर नियंत्रण==
[[File:Analogue control loop evolution.png|thumb|वायवीय युग से इलेक्ट्रॉनिक युग तक एनालॉग कंट्रोल लूप सिग्नलिंग के विकास को दर्शाता है।]][[File:Smart current loop positioner.png|thumb|संवेदन और नियंत्रण संचरण के लिए उपयोग किए जाने वाले वर्तमान लूप का उदाहरण। प्रयुक्त स्मार्ट वाल्व पोजिशनर का विशिष्ट उदाहरण।]]
[[File:Analogue control loop evolution.png|thumb|वायवीय युग से इलेक्ट्रॉनिक युग तक एनालॉग कंट्रोल लूप सिग्नलिंग के विकास को दर्शाता है।]][[File:Smart current loop positioner.png|thumb|संवेदन और नियंत्रण संचरण के लिए उपयोग किए जाने वाले वर्तमान लूप का उदाहरण। प्रयुक्त स्मार्ट वाल्व पोजिशनर का विशिष्ट उदाहरण।]]
[[Image:Pl control valve.jpg|thumb|right|वायवीय डायाफ्राम एक्चुएटर और स्मार्ट पोजिशनर के साथ ग्लोब कंट्रोल वाल्व जो नियंत्रक को वास्तविक वाल्व स्थिति भी बताएगा]]हवा से चलने वाले वाल्व का उदाहरण लेते हुए, दो नियंत्रण क्रियाएं संभव हैं:
[[Image:Pl control valve.jpg|thumb|right|वायवीय डायाफ्राम एक्चुएटर और स्मार्ट पोजिशनर के साथ ग्लोब कंट्रोल वाल्व जो नियंत्रक को वास्तविक वाल्व स्थिति भी बताएगा]]इस प्रकार से वायु से चलने वाले वाल्व का उदाहरण लेते हुए, दो नियंत्रण क्रियाएं संभव हैं:


* हवा या करंट को खोलना - नियंत्रण सिग्नल मूल्य में वृद्धि के साथ प्रवाह प्रतिबंध कम हो जाता है।
* <nowiki>''</nowiki>वायु या धारा को खोलना<nowiki>''</nowiki> - नियंत्रण सिग्नल मूल्य में वृद्धि के साथ प्रवाह प्रतिबंध कम हो जाता है।
* हवा या करंट को बंद करना - नियंत्रण सिग्नल मूल्य में वृद्धि के साथ प्रवाह प्रतिबंध बढ़ता है।
* <nowiki>''</nowiki>वायु या धारा को बंद करना<nowiki>''</nowiki>- नियंत्रण सिग्नल मूल्य में वृद्धि के साथ प्रवाह प्रतिबंध बढ़ता है।


[[सुरक्षा कम होना]] मोड भी हो सकते हैं:
[[सुरक्षा कम होना]] मोड भी हो सकते हैं:


* वायु या नियंत्रण सिग्नल बंद होने में विफलता - एक्चुएटर में संपीड़ित हवा की विफलता पर, वाल्व स्प्रिंग दबाव के तहत या बैकअप पावर द्वारा बंद हो जाता है।
* <nowiki>''</nowiki>वायु या नियंत्रण सिग्नल बंद होने में विफलता<nowiki>''</nowiki> - एक्चुएटर में संपीड़ित वायु की विफलता पर, वाल्व स्प्रिंग दबाव के अनुसार या बैकअप पावर द्वारा बंद हो जाता है।
* वायु या नियंत्रण सिग्नल के खुलने में विफलता - एक्चुएटर में संपीड़ित हवा की विफलता पर, वाल्व स्प्रिंग दबाव में या बैकअप पावर द्वारा खुलता है।
* <nowiki>''</nowiki>वायु या नियंत्रण सिग्नल के खुलने में विफलता<nowiki>''</nowiki>- एक्चुएटर में संपीड़ित वायु की विफलता पर, वाल्व स्प्रिंग दबाव में या बैकअप पावर द्वारा खुलता है।


विफलता संचालन के तरीके संयंत्र की विफलता-सुरक्षित प्रक्रिया नियंत्रण विनिर्देश की आवश्यकताएं हैं। पानी ठंडा करने के मामले में यह खुलने में विफल हो सकता है, और रसायन पहुंचाने के मामले में यह बंद होने में विफल हो सकता है।
विफलता संचालन के विधि संयंत्र की विफलता-सुरक्षित प्रक्रिया नियंत्रण विनिर्देश की आवश्यकताएं हैं। इस प्रकार से जल ठंडा करने की स्तिथि में यह खुलने में विफल हो सकता है, और रसायन पहुंचाने के स्तिथि में यह बंद होने में विफल हो सकता है।


==वाल्व पोजीशनर==
==वाल्व पोजीशनर==
पोजिशनर का मूल कार्य वाल्व एक्चुएटर तक दबावयुक्त हवा पहुंचाना है, ताकि वाल्व स्टेम या शाफ्ट की स्थिति नियंत्रण प्रणाली से निर्धारित बिंदु से मेल खाए। पोजिशनर्स का उपयोग आम तौर पर तब किया जाता है जब वाल्व को थ्रॉटलिंग क्रिया की आवश्यकता होती है। एक पोजिशनर को वाल्व स्टेम या शाफ्ट से स्थिति फीडबैक की आवश्यकता होती है और वाल्व को खोलने और बंद करने के लिए एक्चुएटर को वायवीय दबाव प्रदान करता है। पोजिशनर को नियंत्रण वाल्व असेंबली पर या उसके पास लगाया जाना चाहिए। नियंत्रण सिग्नल के प्रकार, नैदानिक ​​क्षमता और संचार प्रोटोकॉल के आधार पर पोजिशनर्स की तीन मुख्य श्रेणियां हैं: वायवीय, एनालॉग और डिजिटल।<ref name=":0"/>
पोजिशनर का मूल कार्य वाल्व एक्चुएटर तक दबावयुक्त वायु पहुंचाना है, जिससे वाल्व स्टेम या शाफ्ट की स्थिति नियंत्रण प्रणाली से निर्धारित बिंदु से मेल खाता है। और पोजिशनर्स का उपयोग सामान्यतः तब किया जाता है जब वाल्व को थ्रॉटलिंग क्रिया की आवश्यकता होती है। जिससे पोजिशनर को वाल्व स्टेम या शाफ्ट से स्थिति फीडबैक की आवश्यकता होती है और वाल्व को खोलने और बंद करने के लिए एक्चुएटर को वायवीय दबाव प्रदान करता है। और पोजिशनर को नियंत्रण वाल्व असेंबली पर या उसके पास लगाया जाना चाहिए। इस प्रकार से नियंत्रण सिग्नल के प्रकार, नैदानिक ​​क्षमता और संचार प्रोटोकॉल के आधार पर पोजिशनर्स की तीन मुख्य श्रेणियां हैं: वायवीय, एनालॉग और डिजिटल है।<ref name=":0"/>
 
 
 
===वायवीय पोजीशनर===
===वायवीय पोजीशनर===
प्रसंस्करण इकाइयाँ नियंत्रण वाल्वों के लिए नियंत्रण सेट बिंदु के रूप में वायवीय दबाव सिग्नलिंग का उपयोग कर सकती हैं। वाल्व को 0 से 100% स्थिति तक ले जाने के लिए दबाव को आमतौर पर 20.7 और 103 kPa (3 से 15 psig) के बीच नियंत्रित किया जाता है। एक सामान्य वायवीय पोजिशनर में, वाल्व स्टेम या शाफ्ट की स्थिति की तुलना धौंकनी की स्थिति से की जाती है जो वायवीय नियंत्रण संकेत प्राप्त करती है। जब इनपुट सिग्नल बढ़ता है, तो धौंकनी फैलती है और एक किरण को स्थानांतरित करती है। बीम एक इनपुट अक्ष के चारों ओर घूमती है, जो फ़्लैपर को नोजल के करीब ले जाती है। नोजल का दबाव बढ़ जाता है, जिससे वायवीय एम्पलीफायर रिले के माध्यम से एक्चुएटर पर आउटपुट दबाव बढ़ जाता है। एक्चुएटर पर बढ़ा हुआ आउटपुट दबाव वाल्व स्टेम को हिलाने का कारण बनता है।
प्रसंस्करण इकाइयाँ नियंत्रण वाल्वों के लिए नियंत्रण सेट बिंदु के रूप में वायवीय दबाव सिग्नलिंग का उपयोग कर सकती हैं। और वाल्व को 0 से 100% स्थिति तक ले जाने के लिए दबाव को सामान्यतः 20.7 और 103 kPa (3 से 15 psig) के मध्य नियंत्रित किया जाता है। सामान्य वायवीय पोजिशनर में, वाल्व स्टेम या शाफ्ट की स्थिति की तुलना भस्त्रिका की स्थिति से की जाती है जो वायवीय नियंत्रण संकेत प्राप्त करती है। जब इनपुट सिग्नल बढ़ता है, तो भस्त्रिका फैलती है और किरण को स्थानांतरित करती है। जिससे बीम इनपुट अक्ष के चारों ओर घूमती है, जो की फ़्लैपर को नोजल के समीप ले जाती है। चूंकि नोजल का दबाव बढ़ जाता है, जिससे वायवीय एम्पलीफायर रिले के माध्यम से एक्चुएटर पर आउटपुट दबाव बढ़ जाता है। और एक्चुएटर पर बढ़ा हुआ आउटपुट दबाव वाल्व स्टेम को परिवर्तन का कारण बनता है।


तने की गति को एक कैम के माध्यम से बीम में वापस भेज दिया जाता है। जैसे ही कैम घूमता है, बीम फ़्लैपर को नोजल से थोड़ा दूर ले जाने के लिए फीडबैक अक्ष के चारों ओर घूमता है। नोजल का दबाव कम हो जाता है और एक्चुएटर पर आउटपुट दबाव कम हो जाता है। संतुलन तक पहुंचने तक फ्लैपर को नोजल से दूर रखते हुए तने की गति जारी रहती है। जब इनपुट सिग्नल कम हो जाता है, तो धौंकनी सिकुड़ जाती है (आंतरिक रेंज स्प्रिंग की सहायता से) और बीम फ्लैपर को नोजल से दूर ले जाने के लिए इनपुट अक्ष के चारों ओर घूमता है। नोजल कम हो जाता है और रिले वायुमंडल में डायाफ्राम आवरण दबाव जारी करने की अनुमति देता है, जो एक्चुएटर स्टेम को ऊपर की ओर बढ़ने की अनुमति देता है।
इस प्रकार से तने की गति को कैम के माध्यम से बीम में वापस भेज दिया जाता है। जैसे ही कैम घूमता है, बीम फ़्लैपर को नोजल से थोड़ा दूर ले जाने के लिए फीडबैक अक्ष के चारों ओर घूमता है। जिससे नोजल का दबाव कम हो जाता है और एक्चुएटर पर आउटपुट दबाव कम हो जाता है। संतुलन तक पहुंचने तक फ्लैपर को नोजल से दूर रखते हुए तने की गति जारी रहती है। जब इनपुट सिग्नल कम हो जाता है, तो भस्त्रिका संकुचित जाती है (आंतरिक रेंज स्प्रिंग की सहायता से) और बीम फ्लैपर को नोजल से दूर ले जाने के लिए इनपुट अक्ष के चारों ओर घूमता है। जिससे नोजल कम हो जाता है और रिले वायुमंडल में डायाफ्राम आवरण दबाव जारी करने की अनुमति देता है, जो एक्चुएटर स्टेम को ऊपर की ओर बढ़ने की अनुमति देता है।


कैम के माध्यम से, फ़्लैपर को नोजल के करीब लाने के लिए स्टेम मूवमेंट को बीम पर वापस भेजा जाता है। जब संतुलन की स्थिति प्राप्त हो जाती है, तो स्टेम की गति रुक ​​जाती है और एक्चुएटर दबाव में किसी भी और कमी को रोकने के लिए फ्लैपर को तैनात कर दिया जाता है।<ref name=":0">{{Cite web |title=नियंत्रण वाल्व पुस्तिका|edition=5th |author=Emerson Automation Solutions |date=2017 |publisher=Fischer Controls International LLC |url=https://www.emerson.com/documents/automation/control-valve-handbook-en-3661206.pdf |access-date=2019-05-04}}</ref>
अतः कैम के माध्यम से, फ़्लैपर को नोजल के समीप लाने के लिए स्टेम मूवमेंट को बीम पर वापस भेजा जाता है। जब संतुलन की स्थिति प्राप्त हो जाती है, तब स्टेम की गति रुक ​​जाती है और एक्चुएटर दबाव में किसी भी और कमी को रोकने के लिए फ्लैपर को नियुक्त कर दिया जाता है।<ref name=":0">{{Cite web |title=नियंत्रण वाल्व पुस्तिका|edition=5th |author=Emerson Automation Solutions |date=2017 |publisher=Fischer Controls International LLC |url=https://www.emerson.com/documents/automation/control-valve-handbook-en-3661206.pdf |access-date=2019-05-04}}</ref>




===एनालॉग पोजिशनर्स===
===एनालॉग पोजिशनर्स===
दूसरे प्रकार का पोजिशनर एक एनालॉग I/P पोजिशनर है। अधिकांश आधुनिक प्रसंस्करण इकाइयाँ नियंत्रण वाल्वों को मॉड्यूलेट करने के लिए 4 से 20 mA DC सिग्नल का उपयोग करती हैं। यह इलेक्ट्रॉनिक्स को पोजिशनर डिज़ाइन में पेश करता है और इसके लिए आवश्यक है कि पोजिशनर इलेक्ट्रॉनिक करंट सिग्नल को वायवीय दबाव सिग्नल (करंट-टू-न्यूमेटिक या I/P) में परिवर्तित करे। एक विशिष्ट एनालॉग I/P पोजिशनर में, कनवर्टर एक DC इनपुट सिग्नल प्राप्त करता है और नोजल/फ्लैपर व्यवस्था के माध्यम से एक आनुपातिक वायवीय आउटपुट सिग्नल प्रदान करता है। वायवीय आउटपुट सिग्नल वायवीय पोजिशनर को इनपुट सिग्नल प्रदान करता है। अन्यथा, डिज़ाइन वायवीय पोजिशनर के समान है<ref name=":0" />
इस प्रकार से द्वतीय प्रकार का पोजिशनर एनालॉग आई/पी पोजिशनर है। और अधिकांश आधुनिक प्रसंस्करण इकाइयाँ नियंत्रण वाल्वों को मॉड्यूलेट करने के लिए 4 से 20 एमए डीसी सिग्नल का उपयोग करती हैं। यह इलेक्ट्रॉनिक्स को पोजिशनर डिज़ाइन में प्रस्तुत करता है और इसके लिए आवश्यक है कि पोजिशनर इलेक्ट्रॉनिक धारा सिग्नल को वायवीय दबाव सिग्नल (धारा-टू-न्यूमेटिक या आई/पी) में परिवर्तित करता है। जिससे विशिष्ट एनालॉग आई/पी पोजिशनर में, कनवर्टर डीसी इनपुट सिग्नल प्राप्त करता है और नोजल/फ्लैपर व्यवस्था के माध्यम से आनुपातिक वायवीय आउटपुट सिग्नल प्रदान करता है। वायवीय आउटपुट सिग्नल वायवीय पोजिशनर को इनपुट सिग्नल प्रदान करता है। अन्यथा, डिज़ाइन वायवीय पोजिशनर के समान है।<ref name=":0" />




===डिजिटल पोजिशनर्स===
===डिजिटल पोजिशनर्स===
जबकि वायवीय पोजिशनर और एनालॉग आई/पी पोजिशनर बुनियादी वाल्व स्थिति नियंत्रण प्रदान करते हैं, डिजिटल वाल्व नियंत्रक पोजिशनर क्षमताओं में एक और आयाम जोड़ते हैं। इस प्रकार का पोजिशनर एक माइक्रोप्रोसेसर-आधारित उपकरण है। माइक्रोप्रोसेसर सेटअप और समस्या निवारण को सरल बनाने के लिए डायग्नोस्टिक्स और दो-तरफा संचार को सक्षम बनाता है।
जबकि वायवीय पोजिशनर और एनालॉग आई/पी पोजिशनर मूलभूत वाल्व स्थिति नियंत्रण प्रदान करते हैं, डिजिटल वाल्व नियंत्रक पोजिशनर क्षमताओं में और आयाम जोड़ते हैं। इस प्रकार का पोजिशनर माइक्रोप्रोसेसर-आधारित उपकरण है। माइक्रोप्रोसेसर सेटअप और समस्या निवारण को सरल बनाने के लिए डायग्नोस्टिक्स और दो-पक्षीय संचार को सक्षम बनाता है।


एक विशिष्ट डिजिटल वाल्व नियंत्रक में, नियंत्रण सिग्नल को माइक्रोप्रोसेसर द्वारा पढ़ा जाता है, एक डिजिटल एल्गोरिदम द्वारा संसाधित किया जाता है, और आई/पी कनवर्टर में ड्राइव करंट सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है। माइक्रोप्रोसेसर मैकेनिकल बीम, कैम और फ्लैपर असेंबली के बजाय स्थिति नियंत्रण एल्गोरिदम निष्पादित करता है। जैसे-जैसे नियंत्रण सिग्नल बढ़ता है, I/P कनवर्टर के लिए ड्राइव सिग्नल बढ़ता है, जिससे I/P कनवर्टर से आउटपुट दबाव बढ़ता है। यह दबाव एक वायवीय एम्पलीफायर रिले में भेजा जाता है और एक्चुएटर को दो आउटपुट दबाव प्रदान करता है। बढ़ते नियंत्रण संकेत के साथ, एक आउटपुट दबाव हमेशा बढ़ता है और दूसरा आउटपुट दबाव घटता है
एक विशिष्ट डिजिटल वाल्व नियंत्रक में, नियंत्रण सिग्नल को माइक्रोप्रोसेसर द्वारा पढ़ा जाता है, डिजिटल एल्गोरिदम द्वारा संसाधित किया जाता है, और आई/पी कनवर्टर में ड्राइव धारा सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है। माइक्रोप्रोसेसर मैकेनिकल बीम, कैम और फ्लैपर असेंबली के अतिरिक्त स्थिति नियंत्रण एल्गोरिदम निष्पादित करता है। जैसे-जैसे नियंत्रण सिग्नल बढ़ता है, आई/पी कनवर्टर के लिए ड्राइव सिग्नल बढ़ता है, जिससे आई/पी कनवर्टर से आउटपुट दबाव बढ़ता है। यह दबाव वायवीय एम्पलीफायर रिले में भेजा जाता है और एक्चुएटर को दो आउटपुट दबाव प्रदान करता है। इस प्रकार से बढ़ते नियंत्रण संकेत के साथ, आउटपुट दबाव सदैव बढ़ता है और दूसरा आउटपुट दबाव घटता है


डबल-एक्टिंग एक्चुएटर्स दोनों आउटपुट का उपयोग करते हैं, जबकि सिंगल-एक्टिंग एक्चुएटर्स केवल एक आउटपुट का उपयोग करते हैं। बदलते आउटपुट दबाव के कारण एक्चुएटर स्टेम या शाफ्ट हिल जाता है। वाल्व की स्थिति माइक्रोप्रोसेसर को वापस फीड की जाती है। सही स्थिति प्राप्त होने तक तना हिलता रहता है। इस बिंदु पर, माइक्रोप्रोसेसर संतुलन प्राप्त होने तक ड्राइव सिग्नल को I/P कनवर्टर तक स्थिर कर देता है।
इस प्रकार से डबल-एक्टिंग एक्चुएटर्स दोनों आउटपुट का उपयोग करते हैं, जबकि सिंगल-एक्टिंग एक्चुएटर्स केवल आउटपुट का उपयोग करते हैं। जिससे परिवर्तित आउटपुट दबाव के कारण एक्चुएटर स्टेम या शाफ्ट परिवर्तित हो जाता है। वाल्व की स्थिति माइक्रोप्रोसेसर को वापस फीड की जाती है। और सही स्थिति प्राप्त होने तक तना कम्पन करता रहता है। इस बिंदु पर, माइक्रोप्रोसेसर संतुलन प्राप्त होने तक ड्राइव सिग्नल को आई/पी कनवर्टर तक स्थिर कर देता है।


वाल्व की स्थिति को नियंत्रित करने के कार्य के अलावा, एक डिजिटल वाल्व नियंत्रक में दो अतिरिक्त क्षमताएं होती हैं: निदान और दो-तरफा डिजिटल संचार।<ref name=":0" />
किन्तु वाल्व की स्थिति को नियंत्रित करने के कार्य के अतिरिक्त, डिजिटल वाल्व नियंत्रक में दो अतिरिक्त क्षमताएं होती हैं: निदान और दो-पक्षीय डिजिटल संचार है।<ref name=":0" />


व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले संचार प्रोटोकॉल में हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल, फील्डबस और प्रोफिबस|प्रोफिबस शामिल हैं।
व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले संचार प्रोटोकॉल में हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल, फील्डबस और प्रोफिबस सम्मिलित हैं।


नियंत्रण वाल्व पर स्मार्ट पोजिशनर लगाने के लाभ:
अतः नियंत्रण वाल्व पर स्मार्ट पोजिशनर लगाने के लाभ:
* पोजिशनर का स्वचालित अंशांकन और विन्यास।
* पोजिशनर का स्वचालित अंशांकन और विन्यास।
* वास्तविक समय निदान।
* वास्तविक समय निदान।
* इंस्टॉलेशन और कैलिब्रेशन सहित लूप कमीशनिंग की कम लागत।
* इंस्टॉलेशन और कैलिब्रेशन सहित लूप कमीशनिंग की कम निवेश।
* [[लूप प्रदर्शन]] स्तर को बनाए रखने के लिए डायग्नोस्टिक्स का उपयोग।
* [[लूप प्रदर्शन]] स्तर को बनाए रखने के लिए डायग्नोस्टिक्स का उपयोग।
* बेहतर प्रक्रिया नियंत्रण सटीकता जो प्रक्रिया परिवर्तनशीलता को कम करती है।
* उत्तम प्रक्रिया नियंत्रण स्पष्टतः जो की प्रक्रिया परिवर्तनशीलता को कम करती है।


==नियंत्रण वाल्व के प्रकार==
==नियंत्रण वाल्व के प्रकार==
नियंत्रण वाल्वों को विशेषताओं और विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
इस प्रकार से नियंत्रण वाल्वों को विशेषताओं और विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।


===दबाव ड्रॉप प्रोफ़ाइल के आधार पर===
===दबाव ड्रॉप प्रोफ़ाइल के आधार पर===
*उच्च पुनर्प्राप्ति वाल्व: ये वाल्व आम तौर पर इनलेट से आउटलेट पर [[वेना कॉन्ट्रैक्टा]] तक अधिकांश स्थैतिक दबाव ड्रॉप को पुनः प्राप्त करते हैं। उन्हें कम पुनर्प्राप्ति गुणांक की विशेषता है। उदाहरण: तितली वाल्व, बॉल वाल्व, प्लग वाल्व, गेट वाल्व
*हाई रिकवरी वाल्व: ये वाल्व सामान्यतः इनलेट से आउटलेट पर [[वेना कॉन्ट्रैक्टा]] तक अधिकांश स्थैतिक दबाव ड्रॉप को पुनः प्राप्त करते हैं। उन्हें कम पुनर्प्राप्ति गुणांक की विशेषता है। उदाहरण: बटरफ्लाई वाल्व, बॉल वाल्व, प्लग वाल्व, गेट वाल्व
*कम रिकवरी वाल्व: ये वाल्व आम तौर पर इनलेट से आउटलेट पर वेना कॉन्ट्रैक्टा तक स्थैतिक दबाव में बहुत कम गिरावट लाते हैं। उन्हें उच्च पुनर्प्राप्ति गुणांक की विशेषता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व, कोण वाल्व
*लो रिकवरी वाल्व: ये वाल्व सामान्यतः इनलेट से आउटलेट पर वेना कॉन्ट्रैक्टा तक स्थैतिक दबाव में बहुत कम गिरावट लाते हैं। उन्हें उच्च पुनर्प्राप्ति गुणांक की विशेषता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व, एंगल वाल्व


===नियंत्रित तत्व की गति प्रोफ़ाइल के आधार पर===
===नियंत्रित तत्व की गति प्रोफ़ाइल के आधार पर===
*स्लाइडिंग स्टेम: वाल्व स्टेम/प्लग एक रैखिक, या सीधी रेखा गति में चलता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व,<ref>{{Cite web|title=What is Globe Valve? Working Principle & Function {{!}} Linquip|url=https://www.linquip.com/industrial-directories/347/glob-valve|access-date=2021-11-25|website=www.linquip.com}}</ref> कोण वाल्व, पच्चर प्रकार गेट वाल्व
*स्लाइडिंग स्टेम: वाल्व स्टेम/प्लग रैखिक, या सीधी रेखा गति में चलता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व,<ref>{{Cite web|title=What is Globe Valve? Working Principle & Function {{!}} Linquip|url=https://www.linquip.com/industrial-directories/347/glob-valve|access-date=2021-11-25|website=www.linquip.com}}</ref> एंगल वाल्व, वेज प्रकार गेट वाल्व
*रोटरी वाल्व: वाल्व डिस्क घूमती है। उदाहरण: बटरफ्लाई वाल्व, बॉल वाल्व
*रोटरी वाल्व: वाल्व डिस्क घूमती है। उदाहरण: बटरफ्लाई वाल्व, बॉल वाल्व


===कार्यक्षमता के आधार पर===
===कार्यक्षमता के आधार पर===
*नियंत्रण वाल्व: केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली से प्राप्त इनपुट सिग्नल के आनुपातिक प्रवाह मापदंडों को नियंत्रित करता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व, एंगल वाल्व, बॉल वाल्व
*नियंत्रण वाल्व: केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली से प्राप्त इनपुट सिग्नल के आनुपातिक प्रवाह मापदंडों को नियंत्रित करता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व, एंगल वाल्व, बॉल वाल्व
*शट-ऑफ/ऑन-ऑफ वाल्व: ये वाल्व या तो पूरी तरह से खुले या बंद होते हैं। उदाहरण: गेट वाल्व, बॉल वाल्व, ग्लोब वाल्व, एंगल वाल्व, पिंच वाल्व, डायाफ्राम वाल्व
*शट-ऑफ/ऑन-ऑफ वाल्व: ये वाल्व या तो पूर्ण रूप से खुले या बंद होते हैं। उदाहरण: गेट वाल्व, बॉल वाल्व, ग्लोब वाल्व, एंगल वाल्व, पिंच वाल्व, डायाफ्राम वाल्व
*चेक वाल्व: केवल एक ही दिशा में प्रवाह की अनुमति देता है
*चेक वाल्व: केवल ही दिशा में प्रवाह की अनुमति देता है।
*स्टीम कंडीशनिंग वाल्व: आउटलेट पर आवश्यक मापदंडों के अनुसार इनलेट मीडिया के दबाव और तापमान को नियंत्रित करता है। उदाहरण: टर्बाइन बाईपास वाल्व, प्रोसेस स्टीम लेटडाउन स्टेशन
*स्टीम कंडीशनिंग वाल्व: आउटलेट पर आवश्यक मापदंडों के अनुसार इनलेट मीडिया के दबाव और तापमान को नियंत्रित करता है। उदाहरण: टर्बाइन बाईपास वाल्व, प्रोसेस स्टीम लेटडाउन स्टेशन
*स्प्रिंग-लोडेड सुरक्षा वाल्व: स्प्रिंग के बल से बंद किया जाता है, जो इनलेट दबाव स्प्रिंग बल के बराबर होने पर खुलने के लिए पीछे हट जाता है
*स्प्रिंग-लोडेड सुरक्षा वाल्व: स्प्रिंग के बल से बंद किया जाता है, जो की इनलेट दबाव स्प्रिंग बल के समान होने पर खुलने के लिए पीछे हट जाता है।


===सक्रिय माध्यम के आधार पर===
===सक्रिय माध्यम के आधार पर===
*मैनुअल वाल्व: हैंड व्हील द्वारा संचालित
*मैनुअल वाल्व: हैंड व्हील द्वारा संचालित
*वायवीय वाल्व: एक स्प्रिंग डायाफ्राम, पिस्टन सिलेंडर या पिस्टन-स्प्रिंग प्रकार के एक्चुएटर के साथ हवा, हाइड्रोकार्बन, या नाइट्रोजन जैसे संपीड़ित माध्यम का उपयोग करके सक्रिय किया जाता है।
*वायवीय वाल्व: स्प्रिंग डायाफ्राम, पिस्टन सिलेंडर या पिस्टन-स्प्रिंग प्रकार के एक्चुएटर के साथ वायु, हाइड्रोकार्बन, या नाइट्रोजन जैसे संपीड़ित माध्यम का उपयोग करके सक्रिय किया जाता है।
*हाइड्रोलिक वाल्व: पानी या तेल जैसे गैर-संपीड़ित माध्यम द्वारा संचालित
*हाइड्रोलिक वाल्व: जल या तेल जैसे गैर-संपीड़ित माध्यम द्वारा संचालित
*इलेक्ट्रिक वाल्व: एक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित
*इलेक्ट्रिक वाल्व: इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित


वाल्व प्रकार और नियंत्रण संचालन की एक विस्तृत विविधता मौजूद है। हालाँकि, क्रिया के दो मुख्य रूप हैं, स्लाइडिंग स्टेम और रोटरी।
इस प्रकार से वाल्व प्रकार और नियंत्रण संचालन की विस्तृत विविधता उपस्तिथ है। चूंकि, क्रिया के दो मुख्य रूप हैं, स्लाइडिंग स्टेम और रोटरी है ।


नियंत्रण वाल्व के सबसे आम और बहुमुखी प्रकार स्लाइडिंग-स्टेम ग्लोब, वी-नॉच बॉल, बटरफ्लाई और कोण प्रकार हैं। उनकी लोकप्रियता मजबूत निर्माण और उपलब्ध कई विकल्पों के कारण है जो उन्हें विभिन्न प्रक्रिया अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।<ref>[http://www.plantservices.com/articles/2003/124.html Hagen, S. (2003) "Control valve technology" ''Plant Services'']</ref> नियंत्रण वाल्व निकायों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:<ref name=":0"/>
अतः नियंत्रण वाल्व के अधिक समान और बहुमुखी प्रकार स्लाइडिंग-स्टेम ग्लोब, वी-नॉच बॉल, बटरफ्लाई और कोण प्रकार हैं। उनकी लोकप्रियता सशक्त निर्माण और उपलब्ध अनेक विकल्पों के कारण है जो की उन्हें विभिन्न प्रक्रिया अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।<ref>[http://www.plantservices.com/articles/2003/124.html Hagen, S. (2003) "Control valve technology" ''Plant Services'']</ref> और नियंत्रण वाल्व निकायों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:<ref name=":0"/>




===सामान्य प्रकार के नियंत्रण वाल्व की सूची===
===सामान्य प्रकार के नियंत्रण वाल्व की सूची===
*फिसलता हुआ तना
*स्लाइड स्टेम
**{{annotated link|Globe valve}}
**{{annotated link|ग्लोब वाल्व}}
**{{annotated link|Angle body valve}}  
**{{annotated link|एंगल बॉडी वाल्व}}
**{{annotated link|Angle seat piston valve}}  
**{{annotated link|एंगल सीट पिस्टन वाल्व}}
**{{annotated link|Axial Flow valve}}
**{{annotated link|अक्षीय प्रवाह वाल्व}}
*रोटरी
*रोटरी
**{{annotated link|Butterfly valve}}  
**{{annotated link|बटरफ्लाई वाल्व}}
**{{annotated link|Ball valve}}
**{{annotated link|बॉल वाल्व}}
*अन्य
*अन्य
**{{annotated link|Pinch valve}}
**{{annotated link|पिंच वाल्व}}
**{{annotated link|Diaphragm valve}}
**{{annotated link|डायफ्राम वाल्व}}


==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
<!-- Please keep entries in alphabetical order & add a short description {{annotated link|WP:SEEALSO}} -->
 
{{Div col}}
{{Div col}}
* {{annotated link|Check valve}}
* {{annotated link|चेक वाल्व}}
*{{annotated link|Control engineering}}
*{{annotated link|नियंत्रण इंजीनियरिंग}}
*{{annotated link|Control system}}
*{{annotated link|नियंत्रण प्रणाली}}
*{{annotated link|Distributed control system}}
*{{annotated link|वितरित नियंत्रण प्रणाली}}
*{{annotated link|Fieldbus Foundation}}
*{{annotated link|फील्डबस फाउंडेशन}}
*{{annotated link|Flow control valve}}
*{{annotated link|प्रवाह नियंत्रण वाल्व}}
*{{annotated link|Highway Addressable Remote Transducer Protocol|aka=HART Protocol}}
*{{annotated link|हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल|aka=हार्ट प्रोटोकॉल}}
*{{annotated link|Instrumentation}}
*{{annotated link|उपकरण}}
*{{annotated link|PID controller}}
*{{annotated link|पीआईडी नियंत्रक}}
*{{annotated link|Process control}}
*{{annotated link|प्रक्रिया नियंत्रण}}
*{{annotated link|Profibus}}
*{{annotated link|प्रोफिबस}}
*{{annotated link|SCADA|aka=Supervisory control and data acquisition system}}
*{{annotated link|स्काडा|aka=पर्यवेक्षी नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण प्रणाली}}
{{div col end}}
{{div col end}}
<!-- please keep entries in alphabetical order -->
 




Line 132: Line 129:
* [http://www.unisanet.unisa.edu.au/Information/100048info/IL8.doc Process Instrumentation (Lecture 8): Control valves] Article from a University of South Australia website.
* [http://www.unisanet.unisa.edu.au/Information/100048info/IL8.doc Process Instrumentation (Lecture 8): Control valves] Article from a University of South Australia website.
* [http://www.enggcyclopedia.com/welcome-to-enggcyclopedia/calculators/control-valve-sizing Control Valve Sizing Calculator] Control Valve Sizing Calculator to determine Cv for a valve.
* [http://www.enggcyclopedia.com/welcome-to-enggcyclopedia/calculators/control-valve-sizing Control Valve Sizing Calculator] Control Valve Sizing Calculator to determine Cv for a valve.
{{HVAC}}
{{Plumbing}}


{{DEFAULTSORT:Control Valves}}[[Category: डिवाइसेज को कंट्रोल करें]] [[Category: वाल्व]]  
{{DEFAULTSORT:Control Valves}}[[Category: डिवाइसेज को कंट्रोल करें]] [[Category: वाल्व]]  
Line 142: Line 136:
[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Created On 11/08/2023]]
[[Category:Created On 11/08/2023]]
[[Category:Vigyan Ready]]

Latest revision as of 13:56, 14 December 2023

नियंत्रण वाल्व वाल्व होता है जिसका उपयोग नियंत्रक के सिग्नल द्वारा निर्देशित प्रवाह मार्ग के आकार को भिन्न-भिन्न करके द्रव प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।[1] इस प्रकार से यह द्रव गतिशीलता दर के प्रत्यक्ष नियंत्रण और दबाव, तापमान और तरल स्तर जैसी प्रक्रिया मात्राओं के परिणामी नियंत्रण को सक्षम बनाता है।

इस प्रकार से स्वचालित नियंत्रण शब्दावली में, नियंत्रण वाल्व को "अंतिम नियंत्रण तत्व" कहा जाता है।

संचालन

प्रत्येक वायु-सक्रिय नियंत्रण वाल्व में 4-20 एमए आई से पी कनवर्टर होता है जो वाल्व पोजिशनर से अभिन्न होता है। इस उदाहरण में प्रत्येक पोजिशनर कंट्रोल सिग्नल के विरुद्ध वाल्व स्टेम यात्रा की तुलना कर रहा है, और कोई सुधार प्रयुक्त कर रहा है।

स्वचालित नियंत्रण वाल्वों को खोलना या बंद करना सामान्यतः विद्युत, हाइड्रोलिक या वायवीय एक्चुएटर्स द्वारा किया जाता है। और सामान्यतः मॉड्यूलेटिंग वाल्व के साथ, जिसे पूर्ण रूप से खुले और पूर्ण रूप से बंद के मध्य किसी भी स्थिति में सेट किया जा सकता है, जिससे वाल्व पोजिशनर्स का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि वाल्व खोलने की वांछित डिग्री प्राप्त करता है।[2]

इस प्रकार से वायु-सक्रिय वाल्वों का उपयोग सामान्यतः उनकी सरलता के कारण किया जाता है, क्योंकि उन्हें केवल संपीड़ित वायु आपूर्ति की आवश्यकता होती है, जबकि विद्युत संचालित वाल्वों को अतिरिक्त केबलिंग और स्विच गियर की आवश्यकता होती है, और हाइड्रॉलिक रूप से सक्रिय वाल्वों को हाइड्रोलिक तरल पदार्थ के लिए उच्च दबाव आपूर्ति और रिटर्न लाइनों की आवश्यकता होती है।

जिससे वायवीय नियंत्रण सिग्नल परंपरागत रूप से 3-15 पीएसआई (0.2-1.0 बार) की दबाव सीमा पर आधारित होते हैं, या अब सामान्यतः, उद्योग के लिए 4-20 एमए का विद्युत सिग्नल, या एचवीएसी प्रणाली के लिए 0-10 वी पर आधारित होते हैं। और विद्युत नियंत्रण में अब प्रायः 4-20 एमए नियंत्रण धारा पर लगाया गया स्मार्ट संचार सिग्नल सम्मिलित होता है, जिससे वाल्व स्थिति के स्वास्थ्य और सत्यापन को नियंत्रक को वापस संकेत दिया जा सकता है। और हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल, फील्डबस फाउंडेशन और प्रोफिबस अधिक समान प्रोटोकॉल हैं।

इसलिए एक स्वचालित नियंत्रण वाल्व में तीन मुख्य भाग होते हैं जिनमें प्रत्येक भाग अनेक प्रकार और डिज़ाइन में उपस्तिथ होता है:

  • वाल्व एक्चुएटर - जो वाल्व के मॉड्यूलेटिंग तत्व, जैसे बॉल या बटरफ्लाई को स्थानांतरित करता है।
  • वाल्व पोजिशनर - जो सुनिश्चित करता है कि वाल्व खुलने की वांछित डिग्री तक पहुंच गया है। इससे घर्षण और घिसाव की समस्या दूर हो जाती है।
  • वाल्व बॉडी - जिसमें मॉड्यूलेटिंग तत्व, प्लग, ग्लोब, बॉल या बटरफ्लाई सम्मिलित होता है।

क्रिया पर नियंत्रण

वायवीय युग से इलेक्ट्रॉनिक युग तक एनालॉग कंट्रोल लूप सिग्नलिंग के विकास को दर्शाता है।
संवेदन और नियंत्रण संचरण के लिए उपयोग किए जाने वाले वर्तमान लूप का उदाहरण। प्रयुक्त स्मार्ट वाल्व पोजिशनर का विशिष्ट उदाहरण।
वायवीय डायाफ्राम एक्चुएटर और स्मार्ट पोजिशनर के साथ ग्लोब कंट्रोल वाल्व जो नियंत्रक को वास्तविक वाल्व स्थिति भी बताएगा

इस प्रकार से वायु से चलने वाले वाल्व का उदाहरण लेते हुए, दो नियंत्रण क्रियाएं संभव हैं:

  • ''वायु या धारा को खोलना'' - नियंत्रण सिग्नल मूल्य में वृद्धि के साथ प्रवाह प्रतिबंध कम हो जाता है।
  • ''वायु या धारा को बंद करना''- नियंत्रण सिग्नल मूल्य में वृद्धि के साथ प्रवाह प्रतिबंध बढ़ता है।

सुरक्षा कम होना मोड भी हो सकते हैं:

  • ''वायु या नियंत्रण सिग्नल बंद होने में विफलता'' - एक्चुएटर में संपीड़ित वायु की विफलता पर, वाल्व स्प्रिंग दबाव के अनुसार या बैकअप पावर द्वारा बंद हो जाता है।
  • ''वायु या नियंत्रण सिग्नल के खुलने में विफलता''- एक्चुएटर में संपीड़ित वायु की विफलता पर, वाल्व स्प्रिंग दबाव में या बैकअप पावर द्वारा खुलता है।

विफलता संचालन के विधि संयंत्र की विफलता-सुरक्षित प्रक्रिया नियंत्रण विनिर्देश की आवश्यकताएं हैं। इस प्रकार से जल ठंडा करने की स्तिथि में यह खुलने में विफल हो सकता है, और रसायन पहुंचाने के स्तिथि में यह बंद होने में विफल हो सकता है।

वाल्व पोजीशनर

पोजिशनर का मूल कार्य वाल्व एक्चुएटर तक दबावयुक्त वायु पहुंचाना है, जिससे वाल्व स्टेम या शाफ्ट की स्थिति नियंत्रण प्रणाली से निर्धारित बिंदु से मेल खाता है। और पोजिशनर्स का उपयोग सामान्यतः तब किया जाता है जब वाल्व को थ्रॉटलिंग क्रिया की आवश्यकता होती है। जिससे पोजिशनर को वाल्व स्टेम या शाफ्ट से स्थिति फीडबैक की आवश्यकता होती है और वाल्व को खोलने और बंद करने के लिए एक्चुएटर को वायवीय दबाव प्रदान करता है। और पोजिशनर को नियंत्रण वाल्व असेंबली पर या उसके पास लगाया जाना चाहिए। इस प्रकार से नियंत्रण सिग्नल के प्रकार, नैदानिक ​​क्षमता और संचार प्रोटोकॉल के आधार पर पोजिशनर्स की तीन मुख्य श्रेणियां हैं: वायवीय, एनालॉग और डिजिटल है।[3]

वायवीय पोजीशनर

प्रसंस्करण इकाइयाँ नियंत्रण वाल्वों के लिए नियंत्रण सेट बिंदु के रूप में वायवीय दबाव सिग्नलिंग का उपयोग कर सकती हैं। और वाल्व को 0 से 100% स्थिति तक ले जाने के लिए दबाव को सामान्यतः 20.7 और 103 kPa (3 से 15 psig) के मध्य नियंत्रित किया जाता है। सामान्य वायवीय पोजिशनर में, वाल्व स्टेम या शाफ्ट की स्थिति की तुलना भस्त्रिका की स्थिति से की जाती है जो वायवीय नियंत्रण संकेत प्राप्त करती है। जब इनपुट सिग्नल बढ़ता है, तो भस्त्रिका फैलती है और किरण को स्थानांतरित करती है। जिससे बीम इनपुट अक्ष के चारों ओर घूमती है, जो की फ़्लैपर को नोजल के समीप ले जाती है। चूंकि नोजल का दबाव बढ़ जाता है, जिससे वायवीय एम्पलीफायर रिले के माध्यम से एक्चुएटर पर आउटपुट दबाव बढ़ जाता है। और एक्चुएटर पर बढ़ा हुआ आउटपुट दबाव वाल्व स्टेम को परिवर्तन का कारण बनता है।

इस प्रकार से तने की गति को कैम के माध्यम से बीम में वापस भेज दिया जाता है। जैसे ही कैम घूमता है, बीम फ़्लैपर को नोजल से थोड़ा दूर ले जाने के लिए फीडबैक अक्ष के चारों ओर घूमता है। जिससे नोजल का दबाव कम हो जाता है और एक्चुएटर पर आउटपुट दबाव कम हो जाता है। संतुलन तक पहुंचने तक फ्लैपर को नोजल से दूर रखते हुए तने की गति जारी रहती है। जब इनपुट सिग्नल कम हो जाता है, तो भस्त्रिका संकुचित जाती है (आंतरिक रेंज स्प्रिंग की सहायता से) और बीम फ्लैपर को नोजल से दूर ले जाने के लिए इनपुट अक्ष के चारों ओर घूमता है। जिससे नोजल कम हो जाता है और रिले वायुमंडल में डायाफ्राम आवरण दबाव जारी करने की अनुमति देता है, जो एक्चुएटर स्टेम को ऊपर की ओर बढ़ने की अनुमति देता है।

अतः कैम के माध्यम से, फ़्लैपर को नोजल के समीप लाने के लिए स्टेम मूवमेंट को बीम पर वापस भेजा जाता है। जब संतुलन की स्थिति प्राप्त हो जाती है, तब स्टेम की गति रुक ​​जाती है और एक्चुएटर दबाव में किसी भी और कमी को रोकने के लिए फ्लैपर को नियुक्त कर दिया जाता है।[3]


एनालॉग पोजिशनर्स

इस प्रकार से द्वतीय प्रकार का पोजिशनर एनालॉग आई/पी पोजिशनर है। और अधिकांश आधुनिक प्रसंस्करण इकाइयाँ नियंत्रण वाल्वों को मॉड्यूलेट करने के लिए 4 से 20 एमए डीसी सिग्नल का उपयोग करती हैं। यह इलेक्ट्रॉनिक्स को पोजिशनर डिज़ाइन में प्रस्तुत करता है और इसके लिए आवश्यक है कि पोजिशनर इलेक्ट्रॉनिक धारा सिग्नल को वायवीय दबाव सिग्नल (धारा-टू-न्यूमेटिक या आई/पी) में परिवर्तित करता है। जिससे विशिष्ट एनालॉग आई/पी पोजिशनर में, कनवर्टर डीसी इनपुट सिग्नल प्राप्त करता है और नोजल/फ्लैपर व्यवस्था के माध्यम से आनुपातिक वायवीय आउटपुट सिग्नल प्रदान करता है। वायवीय आउटपुट सिग्नल वायवीय पोजिशनर को इनपुट सिग्नल प्रदान करता है। अन्यथा, डिज़ाइन वायवीय पोजिशनर के समान है।[3]


डिजिटल पोजिशनर्स

जबकि वायवीय पोजिशनर और एनालॉग आई/पी पोजिशनर मूलभूत वाल्व स्थिति नियंत्रण प्रदान करते हैं, डिजिटल वाल्व नियंत्रक पोजिशनर क्षमताओं में और आयाम जोड़ते हैं। इस प्रकार का पोजिशनर माइक्रोप्रोसेसर-आधारित उपकरण है। माइक्रोप्रोसेसर सेटअप और समस्या निवारण को सरल बनाने के लिए डायग्नोस्टिक्स और दो-पक्षीय संचार को सक्षम बनाता है।

एक विशिष्ट डिजिटल वाल्व नियंत्रक में, नियंत्रण सिग्नल को माइक्रोप्रोसेसर द्वारा पढ़ा जाता है, डिजिटल एल्गोरिदम द्वारा संसाधित किया जाता है, और आई/पी कनवर्टर में ड्राइव धारा सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है। माइक्रोप्रोसेसर मैकेनिकल बीम, कैम और फ्लैपर असेंबली के अतिरिक्त स्थिति नियंत्रण एल्गोरिदम निष्पादित करता है। जैसे-जैसे नियंत्रण सिग्नल बढ़ता है, आई/पी कनवर्टर के लिए ड्राइव सिग्नल बढ़ता है, जिससे आई/पी कनवर्टर से आउटपुट दबाव बढ़ता है। यह दबाव वायवीय एम्पलीफायर रिले में भेजा जाता है और एक्चुएटर को दो आउटपुट दबाव प्रदान करता है। इस प्रकार से बढ़ते नियंत्रण संकेत के साथ, आउटपुट दबाव सदैव बढ़ता है और दूसरा आउटपुट दबाव घटता है

इस प्रकार से डबल-एक्टिंग एक्चुएटर्स दोनों आउटपुट का उपयोग करते हैं, जबकि सिंगल-एक्टिंग एक्चुएटर्स केवल आउटपुट का उपयोग करते हैं। जिससे परिवर्तित आउटपुट दबाव के कारण एक्चुएटर स्टेम या शाफ्ट परिवर्तित हो जाता है। वाल्व की स्थिति माइक्रोप्रोसेसर को वापस फीड की जाती है। और सही स्थिति प्राप्त होने तक तना कम्पन करता रहता है। इस बिंदु पर, माइक्रोप्रोसेसर संतुलन प्राप्त होने तक ड्राइव सिग्नल को आई/पी कनवर्टर तक स्थिर कर देता है।

किन्तु वाल्व की स्थिति को नियंत्रित करने के कार्य के अतिरिक्त, डिजिटल वाल्व नियंत्रक में दो अतिरिक्त क्षमताएं होती हैं: निदान और दो-पक्षीय डिजिटल संचार है।[3]

व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले संचार प्रोटोकॉल में हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल, फील्डबस और प्रोफिबस सम्मिलित हैं।

अतः नियंत्रण वाल्व पर स्मार्ट पोजिशनर लगाने के लाभ:

  • पोजिशनर का स्वचालित अंशांकन और विन्यास।
  • वास्तविक समय निदान।
  • इंस्टॉलेशन और कैलिब्रेशन सहित लूप कमीशनिंग की कम निवेश।
  • लूप प्रदर्शन स्तर को बनाए रखने के लिए डायग्नोस्टिक्स का उपयोग।
  • उत्तम प्रक्रिया नियंत्रण स्पष्टतः जो की प्रक्रिया परिवर्तनशीलता को कम करती है।

नियंत्रण वाल्व के प्रकार

इस प्रकार से नियंत्रण वाल्वों को विशेषताओं और विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।

दबाव ड्रॉप प्रोफ़ाइल के आधार पर

  • हाई रिकवरी वाल्व: ये वाल्व सामान्यतः इनलेट से आउटलेट पर वेना कॉन्ट्रैक्टा तक अधिकांश स्थैतिक दबाव ड्रॉप को पुनः प्राप्त करते हैं। उन्हें कम पुनर्प्राप्ति गुणांक की विशेषता है। उदाहरण: बटरफ्लाई वाल्व, बॉल वाल्व, प्लग वाल्व, गेट वाल्व
  • लो रिकवरी वाल्व: ये वाल्व सामान्यतः इनलेट से आउटलेट पर वेना कॉन्ट्रैक्टा तक स्थैतिक दबाव में बहुत कम गिरावट लाते हैं। उन्हें उच्च पुनर्प्राप्ति गुणांक की विशेषता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व, एंगल वाल्व

नियंत्रित तत्व की गति प्रोफ़ाइल के आधार पर

  • स्लाइडिंग स्टेम: वाल्व स्टेम/प्लग रैखिक, या सीधी रेखा गति में चलता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व,[4] एंगल वाल्व, वेज प्रकार गेट वाल्व
  • रोटरी वाल्व: वाल्व डिस्क घूमती है। उदाहरण: बटरफ्लाई वाल्व, बॉल वाल्व

कार्यक्षमता के आधार पर

  • नियंत्रण वाल्व: केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली से प्राप्त इनपुट सिग्नल के आनुपातिक प्रवाह मापदंडों को नियंत्रित करता है। उदाहरण: ग्लोब वाल्व, एंगल वाल्व, बॉल वाल्व
  • शट-ऑफ/ऑन-ऑफ वाल्व: ये वाल्व या तो पूर्ण रूप से खुले या बंद होते हैं। उदाहरण: गेट वाल्व, बॉल वाल्व, ग्लोब वाल्व, एंगल वाल्व, पिंच वाल्व, डायाफ्राम वाल्व
  • चेक वाल्व: केवल ही दिशा में प्रवाह की अनुमति देता है।
  • स्टीम कंडीशनिंग वाल्व: आउटलेट पर आवश्यक मापदंडों के अनुसार इनलेट मीडिया के दबाव और तापमान को नियंत्रित करता है। उदाहरण: टर्बाइन बाईपास वाल्व, प्रोसेस स्टीम लेटडाउन स्टेशन
  • स्प्रिंग-लोडेड सुरक्षा वाल्व: स्प्रिंग के बल से बंद किया जाता है, जो की इनलेट दबाव स्प्रिंग बल के समान होने पर खुलने के लिए पीछे हट जाता है।

सक्रिय माध्यम के आधार पर

  • मैनुअल वाल्व: हैंड व्हील द्वारा संचालित
  • वायवीय वाल्व: स्प्रिंग डायाफ्राम, पिस्टन सिलेंडर या पिस्टन-स्प्रिंग प्रकार के एक्चुएटर के साथ वायु, हाइड्रोकार्बन, या नाइट्रोजन जैसे संपीड़ित माध्यम का उपयोग करके सक्रिय किया जाता है।
  • हाइड्रोलिक वाल्व: जल या तेल जैसे गैर-संपीड़ित माध्यम द्वारा संचालित
  • इलेक्ट्रिक वाल्व: इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित

इस प्रकार से वाल्व प्रकार और नियंत्रण संचालन की विस्तृत विविधता उपस्तिथ है। चूंकि, क्रिया के दो मुख्य रूप हैं, स्लाइडिंग स्टेम और रोटरी है ।

अतः नियंत्रण वाल्व के अधिक समान और बहुमुखी प्रकार स्लाइडिंग-स्टेम ग्लोब, वी-नॉच बॉल, बटरफ्लाई और कोण प्रकार हैं। उनकी लोकप्रियता सशक्त निर्माण और उपलब्ध अनेक विकल्पों के कारण है जो की उन्हें विभिन्न प्रक्रिया अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।[5] और नियंत्रण वाल्व निकायों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:[3]


सामान्य प्रकार के नियंत्रण वाल्व की सूची

यह भी देखें


संदर्भ

  1. Instrument Society of America Standard S561.1, 1976. as reproduced in the "Fisher control valve handbook" fourth edition 1977.
  2. "What is Control Valve & How Does it Works | Aira Valve" (in English). 2020-10-07. Retrieved 2022-12-17.
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Emerson Automation Solutions (2017). "नियंत्रण वाल्व पुस्तिका" (PDF) (5th ed.). Fischer Controls International LLC. Retrieved 2019-05-04.
  4. "What is Globe Valve? Working Principle & Function | Linquip". www.linquip.com. Retrieved 2021-11-25.
  5. Hagen, S. (2003) "Control valve technology" Plant Services


बाहरी संबंध