उपकरण: Difference between revisions
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उपकरणों को मापने के लिए एक सामूहिक शब्द है जिसका उपयोग भौतिक मात्राओं को संकेत करने, मापने और आवरण करने के लिए किया जाता है। इस शब्द की उत्पत्ति [[वैज्ञानिक उपकरण]] बनाने की कला और विज्ञान में हुई है। | |||
उपकरणों को प्रत्यक्ष-पढ़ने वाले [[थर्मामीटर]] के रूप में सरल या औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों के बहु-सेंसर घटकों के रूप में जटिल के रूप में संदर्भित कर सकता है। आज, उपकरण प्रयोगशालाओं, रिफाइनरियों, कारखानों और वाहनों के साथ-साथ रोज़मर्रा के घरेलू उपयोग (जैसे, [[स्मोक डिटेक्टर|स्मोक संसूचक]] और [[थर्मोस्टेट]]) में पाए जा सकते हैं। | |||
== इतिहास और विकास == | == इतिहास और विकास == | ||
[[Image:Steuerstand01.jpg|thumb|भाप टर्बाइन पर एक स्थानीय उपकरण पैनल]] | [[Image:Steuerstand01.jpg|thumb|भाप टर्बाइन पर एक स्थानीय उपकरण पैनल]]उपकरण के इतिहास को कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है। | ||
=== पूर्व-औद्योगिक === | === पूर्व-औद्योगिक === | ||
औद्योगिक उपकरण के तत्वों का लंबा इतिहास है। वजन की तुलना करने के लिए तराजू और स्थिति को | औद्योगिक उपकरण के तत्वों का लंबा इतिहास है। वजन की तुलना करने के लिए तराजू और स्थिति को संकेत करने के लिए सरल संकेतक प्राचीन प्रौद्योगिकियां हैं। कुछ प्रारंभिक माप समय के थे। सबसे पुरानी जल घड़ियों में से एक [[प्राचीन मिस्र]] के फिरौन [[अमेनहोटेप आई]] की कब्र में पाई गई थी, जिसे लगभग 1500 ईसा पूर्व में दफनाया गया था।<ref>{{cite journal | title = प्रारंभिक घड़ियाँ| journal = Nist | url = https://www.nist.gov/pml/general/time/early.cfm | access-date = 1 March 2012| date = 2009-08-12 }}</ref> घड़ियों में सुधार सम्मिलित किए गए थे। 270 ई.पू. तक उनके पास एक स्वचालित नियंत्रण सिस्टम उपकरण की प्रारंभ थी।<ref>{{cite web | title = बिल्डिंग ऑटोमेशन हिस्ट्री पेज| url = http://www.building-automation-consultants.com/building-automation-history.html | access-date = 1 March 2012 | url-status = dead | archive-url = https://web.archive.org/web/20110708104028/http://www.building-automation-consultants.com/building-automation-history.html | archive-date = 8 July 2011 }}</ref> 1663 में [[क्रिस्टोफर व्रेन]] ने रॉयल सोसाइटी को एक मौसम घड़ी के लिए एक रचना प्रस्तुत किया। एक आरेखण मौसम संबंधी सेंसर को घड़ी की कल की चाल से चलने वाले कागज़ पर कलम चलाते हुए दिखाता है। ऐसे उपकरण दो सदियों तक मौसम विज्ञान में मानक नहीं बने।<ref> | ||
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}} United States National Museum, Bulletin 228. Contributions from The Museum of History and Technology: Paper 23. | }} United States National Museum, Bulletin 228. Contributions from The Museum of History and Technology: Paper 23. | ||
Available from Project Gutenberg.</ref> अवधारणा वस्तुतः अपरिवर्तित बनी हुई है जैसा कि वायवीय चार्ट रिकॉर्डर द्वारा दर्शाया गया है | Available from Project Gutenberg.</ref> अवधारणा वस्तुतः अपरिवर्तित बनी हुई है जैसा कि वायवीय चार्ट रिकॉर्डर द्वारा दर्शाया गया है | जहां एक दबाव वाली धौंकनी एक कलम को विस्थापित करती है। औद्योगिक क्रांति तक सेंसर, डिस्प्ले, रिकॉर्डर और नियंत्रण को एकीकृत करना असामान्य था | जो आवश्यकता और व्यावहारिकता दोनों से सीमित था। | ||
=== प्रारंभिक औद्योगिक === | === प्रारंभिक औद्योगिक === | ||
[[File:Analogue control loop evolution.png|thumb|वायवीय युग से इलेक्ट्रॉनिक युग तक एनालॉग कंट्रोल लूप सिग्नलिंग का विकास]]प्रारंभिक प्रणालियों ने नियंत्रण और संकेत के लिए स्थानीय नियंत्रण पैनलों के लिए प्रत्यक्ष प्रक्रिया | [[File:Analogue control loop evolution.png|thumb|वायवीय युग से इलेक्ट्रॉनिक युग तक एनालॉग कंट्रोल लूप सिग्नलिंग का विकास]]प्रारंभिक प्रणालियों ने नियंत्रण और संकेत के लिए स्थानीय नियंत्रण पैनलों के लिए प्रत्यक्ष प्रक्रिया सम्बन्ध का उपयोग किया, जो 1930 के दशक की प्रारंभ से वायवीय [[ट्रांसमीटर]] और स्वचालित 3-टर्म (पीआईडी) नियंत्रकों की प्रारंभ देखी गई। | ||
क्षेत्र में वाल्व और एक्ट्यूएटर्स को नियंत्रित करने की आवश्यकता से वायवीय ट्रांसमीटरों की श्रेणियां परिभाषित की गईं। | क्षेत्र में वाल्व और एक्ट्यूएटर्स को नियंत्रित करने की आवश्यकता से वायवीय ट्रांसमीटरों की श्रेणियां परिभाषित की गईं। सामान्यतः एक मानक के रूप में 3 से 15 पीएसआई (20 से 100 केपीए या 0.2 से 1.0 किग्रा / सेमी 2) तक का एक संकेत होता है | जिसे 6 से 30 पीएसआई के साथ मानकीकृत किया जाता है | कभी-कभी बड़े वाल्वों के लिए उपयोग किया जाता है। | ||
प्रत्येक उपकरण कंपनी ने अपने स्वयं के मानक उपकरण संकेत | ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक्स ने पाइप को बदलने के लिए वायरिंग को सक्षम किया, प्रारंभ में लूप पावर्ड उपकरण के लिए 90V तक 20 से 100mA की सीमा के साथ, अधिक आधुनिक प्रणालियों में 4 से 20mA को 12 से 24V तक कम कर दिया। एक ट्रांसमीटर एक उपकरण है | जो एक आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है | अधिकांशतः 4–20 [[ एम्पेयर | एम्पेयर]] विद्युत प्रवाह (विद्युत) सिग्नल के रूप में, चूँकि [[वोल्टेज]], [[आवृत्ति]], [[दबाव]] या [[ईथरनेट]] का उपयोग करने वाले कई अन्य विकल्प संभव हैं। 1950 के दशक के मध्य तक ट्रांजिस्टर इतिहास का व्यवसायीकरण हो गया था।<ref>{{Cite journal | doi=10.1109/17.704244| title=The commercialization of the transistor radio in Japan: The functioning of an innovation community| year=1998| last1=Lynn| first1=L.H.| journal=IEEE Transactions on Engineering Management| volume=45| issue=3| pages=220–229}}</ref> | ||
एक नियंत्रण सिस्टम से जुड़े उपकरण सोलनॉइड्स, [[वाल्व]], रेगुलेटर (स्वचालित नियंत्रण), [[ परिपथ वियोजक | परिपथ वियोजक]] , [[रिले]] और अन्य उपकरणों को संचालित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सिग्नल प्रदान करते हैं। ऐसे उपकरण एक वांछित आउटपुट चर को नियंत्रित कर सकते हैं, और या तो दूरस्थ निगरानी या स्वचालित नियंत्रण क्षमता प्रदान करते हैं। | |||
प्रत्येक उपकरण कंपनी ने अपने स्वयं के मानक उपकरण संकेत प्रस्तुत किए, जिससे भ्रम उत्पन्न हुआ जब तक कि 4–20 mA श्रेणी का उपयोग ट्रांसमीटरों और वाल्वों के लिए मानक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण संकेत के रूप में नहीं किया गया। इस सिग्नल को अंततः एएनएसआई/आईएसए S50 के रूप में मानकीकृत किया गया, "1970 के दशक में इलेक्ट्रॉनिक औद्योगिक प्रक्रिया उपकरणों के लिए एनालॉग सिग्नल की संगतता यांत्रिक वायवीय ट्रांसमीटरों, नियंत्रकों और वाल्वों से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में परिवर्तन ने रखरखाव निवेश को कम कर दिया क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक उपकरण यांत्रिक उपकरणों की तुलना में अधिक भरोसेमंद थे। स्पष्टता में उनकी वृद्धि के कारण इससे दक्षता और उत्पादन में भी वृद्धि हुई। संक्षारक और विस्फोटक वातावरणों में पसंद किए जाने के कारण, न्यूमेटिक्स ने कुछ लाभ का आनंद लिया था।<ref name="Anderson2"> | |||
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| last = Anderson | | last = Anderson | ||
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=== स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण === | === स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण === | ||
[[File:Industrial control loop.jpg|thumb|एकल औद्योगिक नियंत्रण पाश का उदाहरण, प्रक्रिया प्रवाह का निरंतर संग्राहक नियंत्रण दिखा रहा है]][[प्रक्रिया नियंत्रण]] के | [[File:Industrial control loop.jpg|thumb|एकल औद्योगिक नियंत्रण पाश का उदाहरण, प्रक्रिया प्रवाह का निरंतर संग्राहक नियंत्रण दिखा रहा है]][[प्रक्रिया नियंत्रण]] के प्रारंभिक वर्षों में, प्रक्रिया संकेतक और वाल्व जैसे नियंत्रण तत्वों की निगरानी एक संचालक द्वारा की जाती थे। जो वांछित तापमान, दबाव और प्रवाह प्राप्त करने के लिए वाल्व को समायोजित करने वाली इकाई के चारों ओर घूमता था। जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी विकसित हुई, वायवीय नियंत्रकों का आविष्कार किया गया और उन्हें उस क्षेत्र में लगाया गया जो प्रक्रिया की निगरानी करता था और वाल्वों को नियंत्रित करता था। इससे प्रक्रिया की निगरानी के लिए आवश्यक समय प्रक्रिया संचालकों की मात्रा कम हो गई। बाद के वर्षों में वास्तविक नियंत्रकों को एक केंद्रीय कक्ष में ले जाया गया और प्रक्रिया की निगरानी के लिए नियंत्रण कक्ष में सिग्नल भेजे गए और आउटपुट सिग्नल को अंतिम नियंत्रण तत्व जैसे वाल्व को आवश्यकतानुसार प्रक्रिया को समायोजित करने के लिए भेजा गया। इन नियंत्रकों और संकेतकों को एक दीवार पर लगाया जाता था | जिसे नियंत्रण बोर्ड कहा जाता है। संचालक इस बोर्ड के सामने खड़े होकर प्रक्रिया संकेतकों की निगरानी करते हुए आगे-पीछे चलते हैं। इसने फिर से इकाइयों के चारों ओर चलने के लिए प्रक्रिया संचालकों की संख्या और समय की मात्रा को कम कर दिया। इन वर्षों के समय उपयोग किया जाने वाला सबसे मानक वायवीय संकेत स्तर 3–15 पीएसआईजी था।<ref name=Anderson> | ||
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=== बड़े एकीकृत कंप्यूटर-आधारित सिस्टम === | === बड़े एकीकृत कंप्यूटर-आधारित सिस्टम === | ||
[[Image:Pneumatische regelaar.jpg|thumb|वायवीय तीन टर्म वायवीय [[पीआईडी नियंत्रक]], इलेक्ट्रॉनिक्स के विश्वसनीय और सस्ते होने से पहले व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और खतरनाक क्षेत्रों में उपयोग करने के लिए सुरक्षित है (सीमेंस टेलीप्नेउ उदाहरण)]] | [[Image:Pneumatische regelaar.jpg|thumb|वायवीय तीन टर्म वायवीय [[पीआईडी नियंत्रक]], इलेक्ट्रॉनिक्स के विश्वसनीय और सस्ते होने से पहले व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और खतरनाक क्षेत्रों में उपयोग करने के लिए सुरक्षित है (सीमेंस टेलीप्नेउ उदाहरण)]] | ||
[[File:Kontrollrom Tyssedal.jpg|thumb|एक प्री-डीसीएस/स्काडा युग केंद्रीय नियंत्रण कक्ष। जबकि नियंत्रण एक | [[File:Kontrollrom Tyssedal.jpg|thumb|एक प्री-डीसीएस/स्काडा युग केंद्रीय नियंत्रण कक्ष। जबकि नियंत्रण एक स्पेस पर केंद्रीकृत होते हैं, वे अभी भी असतत होते हैं और एक सिस्टम में एकीकृत नहीं होते हैं।]] | ||
[[File:Leitstand 2.jpg|thumb|एक DCS कंट्रोल रूम जहां कंप्यूटर ग्राफिक्स स्क्रीन पर प्लांट की जानकारी और नियंत्रण प्रदर्शित किए जाते हैं। | [[File:Leitstand 2.jpg|thumb|एक DCS कंट्रोल रूम जहां कंप्यूटर ग्राफिक्स स्क्रीन पर प्लांट की जानकारी और नियंत्रण प्रदर्शित किए जाते हैं। संचालक बैठे हैं और संयंत्र अवलोकन को बनाए रखते हुए प्रक्रिया के किसी भी हिस्से को अपनी स्क्रीन से देख और नियंत्रित कर सकते हैं।]]बड़े औद्योगिक संयंत्रों का प्रक्रिया नियंत्रण कई चरणों में विकसित हुआ है। प्रारंभ में, नियंत्रण पैनल स्थानीय से प्रक्रिया संयंत्र तक होगा। चूँकि इन बिखरे हुए पैनलों में भाग लेने के लिए एक बड़े जनशक्ति संसाधन की आवश्यकता थी, और इस प्रक्रिया का कोई समग्र दृष्टिकोण नहीं था। अगला तार्किक विकास स्थायी रूप से मानवयुक्त केंद्रीय नियंत्रण कक्ष के लिए सभी संयंत्र मापों का प्रसारण था। प्रभावी रूप से यह सभी स्थानीय पैनलों का केंद्रीकरण था | जिसमें कम मैनिंग स्तर और प्रक्रिया के सरल अवलोकन के लाभ थे। अधिकांशतः नियंत्रक नियंत्रण कक्ष पैनल के पीछे होते थे, और सभी स्वचालित और मैन्युअल नियंत्रण आउटपुट वापस संयंत्र में प्रेषित किए जाते थे। | ||
चूँकि, एक केंद्रीय नियंत्रण फोकस प्रदान करते हुए, यह व्यवस्था अनम्य थे। क्योंकि प्रत्येक नियंत्रण पाश का अपना नियंत्रक हार्डवेयर था, और नियंत्रण कक्ष के अंदर निरंतर संचालक आंदोलन को प्रक्रिया के विभिन्न भागों को देखने की आवश्यकता थी। इलेक्ट्रॉनिक प्रोसेसर और ग्राफिक डिस्प्ले के आने से इन असतत नियंत्रकों को कंप्यूटर-आधारित एल्गोरिदम के साथ बदलना संभव हो गया | जो अपने स्वयं के नियंत्रण प्रोसेसर के साथ इनपुट/आउटपुट रैक के नेटवर्क पर होस्ट किए गए थे। इन्हें प्लांट के चारों ओर वितरित किया जा सकता है, और कंट्रोल रूम या कमरों में ग्राफिक डिस्प्ले के साथ संचार किया जा सकता है। वितरित नियंत्रण अवधारणा का जन्म हुआ था। | |||
डीसीएस और [[SCADA|एससीएडीए]] की प्रारंभ ने प्लांट नियंत्रणों जैसे कैस्केड लूप और इंटरलॉक, और अन्य उत्पादन कंप्यूटर सिस्टम के साथ सरल इंटरफेसिंग के सरल इंटरकनेक्शन और पुन: विन्यास की अनुमति दी थी। इसने परिष्कृत अलार्म हैंडलिंग को सक्षम किया, स्वचालित ईवेंट लॉगिंग की प्रारंभ की, चार्ट रिकॉर्डर जैसे भौतिक आवरण की आवश्यकता को समाप्त कर दिया था | नियंत्रण रैक को नेटवर्क करने की अनुमति दी और इस तरह केबलिंग रन को कम करने के लिए स्थानीय स्तर पर संयंत्र स्थापित किया, और संयंत्र की स्थिति और उत्पादन का उच्च स्तर का अवलोकन प्रदान किया था | | |||
== | == अनुप्रयोग == | ||
कुछ | कुछ स्थितियों में संवेदक तंत्र का एक बहुत ही सामान्य तत्व है। डिजिटल कैमरे और कलाई घड़ी विधि रूप से उपकरण की अशक्त परिभाषा को पूरा कर सकते हैं | क्योंकि वे संवेदी जानकारी को आवरण और/या प्रदर्शित करते हैं। अधिकतर परिस्थितियों में न तो उपकरण कहा जाएगा, किन्तु जब दौड़ के बीता हुआ समय मापने के लिए और फिनिश लाइन पर विजेता को दस्तावेज करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो दोनों को उपकरण कहा जाता है। | ||
=== घरेलू === | === घरेलू === | ||
उपकरण सिस्टम का एक बहुत ही सरल उदाहरण एक यांत्रिक थर्मोस्टेट है | जिसका उपयोग घरेलू भट्टी को नियंत्रित करने और इस प्रकार कमरे के तापमान को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। एक विशिष्ट इकाई एक द्वि-धात्विक पट्टी के साथ तापमान को अनुभव करती है। यह पट्टी के मुक्त सिरे पर एक सुई द्वारा तापमान प्रदर्शित करता है। यह [[पारा स्विच]] द्वारा भट्ठी को सक्रिय करता है। चूंकि स्विच पट्टी द्वारा घुमाया जाता है, पारा इलेक्ट्रोड के बीच भौतिक (और इस प्रकार विद्युत) संपर्क बनाता है। | |||
उपकरण सिस्टम का एक अन्य उदाहरण [[बर्गलर अलार्म]] है। ऐसी सिस्टम के होते हैं | | |||
सेंसर (गति का पता लगाने, दरवाजे के खुलने का पता लगाने के लिए स्विच), घुसपैठ का पता लगाने के लिए सरल एल्गोरिदम, स्थानीय नियंत्रण (आर्म / डिसआर्म) और सिस्टम की रिमोट मॉनिटरिंग जिससे पुलिस को बुलाया जा सके। संचार रचना का एक अंतर्निहित भाग है। | |||
सेंसर (गति का पता लगाने, दरवाजे के खुलने का पता लगाने के लिए स्विच), घुसपैठ का पता लगाने के लिए सरल एल्गोरिदम, स्थानीय नियंत्रण (आर्म / डिसआर्म) और सिस्टम की रिमोट मॉनिटरिंग | |||
रसोई के उपकरण नियंत्रण के लिए सेंसर का उपयोग करते हैं। | रसोई के उपकरण नियंत्रण के लिए सेंसर का उपयोग करते हैं। | ||
* जब तापमान बहुत अधिक हो जाता है तो एक रेफ्रिजरेटर शीतलन | * जब तापमान बहुत अधिक हो जाता है तो एक रेफ्रिजरेटर शीतलन सिस्टम को क्रियान्वित करके एक स्थिर तापमान बनाए रखता है। | ||
*एक स्वचालित आइस मशीन तब तक बर्फ बनाती है जब तक कि [[लघु स्नैप-एक्शन स्विच]] फेंका नहीं | *एक स्वचालित आइस मशीन तब तक बर्फ बनाती है | जब तक कि [[लघु स्नैप-एक्शन स्विच]] फेंका नहीं जाता है। | ||
*पॉप-अप ब्रेड [[ टोअस्टर ]] समय को सेट करने की अनुमति देते हैं। | *पॉप-अप ब्रेड [[ टोअस्टर ]] समय को सेट करने की अनुमति देते हैं। | ||
*गैर-इलेक्ट्रॉनिक गैस ओवन [[गैस बर्नर]] में गैस के प्रवाह को नियंत्रित करने वाले थर्मोस्टेट के साथ तापमान को नियंत्रित करेंगे। इनमें ओवन के मुख्य कक्ष के | *गैर-इलेक्ट्रॉनिक गैस ओवन [[गैस बर्नर]] में गैस के प्रवाह को नियंत्रित करने वाले थर्मोस्टेट के साथ तापमान को नियंत्रित करेंगे। इनमें ओवन के मुख्य कक्ष के अंदर बैठा एक सेंसर बल्ब हो सकता है। इसके अतिरिक्त, एक सुरक्षा कट-ऑफ [[लौ पर्यवेक्षण उपकरण]] हो सकता है | प्रज्वलन के बाद, सेंसर के गर्म होने के लिए बर्नर के नियंत्रण घुंडी को थोड़े समय के लिए रखा जाना चाहिए, और बर्नर को गैस के प्रवाह की अनुमति देना चाहिए। यदि सुरक्षा सेंसर ठंडा हो जाता है, तो यह संकेत दे सकता है कि बर्नर पर लौ बुझ गई है, और गैस के निरंतर रिसाव को रोकने के लिए प्रवाह बंद हो गया है। | ||
*इलेक्ट्रिक ओवन एक तापमान संवेदक का उपयोग करते हैं और तापमान बहुत कम होने पर हीटिंग तत्वों को चालू कर देंगे। अधिक उन्नत ओवन तापमान संवेदकों के जवाब में, गर्मी वितरित करने या ठंडा करने के लिए प्रशंसकों को सक्रिय | *इलेक्ट्रिक ओवन एक तापमान संवेदक का उपयोग करते हैं और तापमान बहुत कम होने पर हीटिंग तत्वों को चालू कर देंगे। अधिक उन्नत ओवन तापमान संवेदकों के जवाब में, गर्मी वितरित करने या ठंडा करने के लिए प्रशंसकों को सक्रिय करते है। | ||
*एक सामान्य [[शौचालय]] पानी की टंकी को तब तक भरता है जब तक कि एक फ्लोट वाल्व को बंद नहीं कर देता। फ्लोट जल स्तर संवेदक के रूप में कार्य कर रहा है। | *एक सामान्य [[शौचालय]] पानी की टंकी को तब तक भरता है | जब तक कि एक फ्लोट वाल्व को बंद नहीं कर देता। फ्लोट जल स्तर संवेदक के रूप में कार्य कर रहा है। | ||
===ऑटोमोटिव === | ===ऑटोमोटिव === | ||
आधुनिक ऑटोमोबाइल में जटिल उपकरण होते हैं। इंजन की घूर्णी गति और वाहन की रैखिक गति के प्रदर्शन के | आधुनिक ऑटोमोबाइल में जटिल उपकरण होते हैं। इंजन की घूर्णी गति और वाहन की रैखिक गति के प्रदर्शन के अतिरिक्त, बैटरी वोल्टेज और करंट, द्रव स्तर, द्रव तापमान, तय की गई दूरी और विभिन्न नियंत्रणों (टर्न सिग्नल, पार्किंग ब्रेक, हेडलाइट्स, ट्रांसमिशन स्थिति) के फीडबैक भी प्रदर्शित होते हैं। विशेष समस्याओं के लिए चेतावनियाँ प्रदर्शित की जा सकती हैं (ईंधन कम है, इंजन की जाँच करें, टायर का दबाव कम है, दरवाज़ा खुला है, सीट बेल्ट नहीं बंधी है)। समस्याएं दर्ज की जाती हैं जिससे उन्हें [[वाहन बस]] को सूचित किया जा सके। नेविगेशन सिस्टम किसी गंतव्य तक पहुंचने के लिए वॉयस कमांड प्रदान कर सकता है। कठोर वातावरण में लंबे समय तक ऑटोमोटिव उपकरण सस्ता और विश्वसनीय होना चाहिए। स्वतंत्र [[एयरबैग]] सिस्टम हो सकते हैं | जिनमें सेंसर, लॉजिक और एक्चुएटर होते हैं। [[लॉक - रोधी ब्रेकिंग प्रणाली|एंटी-स्किड ब्रेकिंग सिस्टम]] ब्रेक को नियंत्रित करने के लिए सेंसर का उपयोग करते हैं | जबकि [[क्रूज नियंत्रण]] थ्रॉटल स्थिति को प्रभावित करता है। [[ऑनस्टार]] सिस्टम के रूप में संचार लिंक के माध्यम से सेवाओं की एक विस्तृत विविधता प्रदान की जा सकती है। [[स्वायत्त कार]]कों (विदेशी उपकरण के साथ) का प्रदर्शन किया गया है। | ||
=== | === स्पेस === | ||
प्रारंभिक विमानों में कुछ सेंसर थे।<ref>[http://www.cap-ny153.org/aircraftinstrumentation.htm Aircraft Instrumentation – Leroy R. Grumman Cadet Squadron<!-- Bot generated title -->]</ref> स्टीम गेज हवा के दबावों को सुई विक्षेपण में परिवर्तित करते हैं | जिन्हें ऊंचाई और एयरस्पीड के रूप में व्याख्या किया जा सकता है। एक चुंबकीय कंपास ने दिशा की भावना प्रदान की। माप के रूप में पायलट को प्रदर्शित करना उतना ही महत्वपूर्ण था। | |||
एक आधुनिक | एक आधुनिक स्पेस में सेंसर और डिस्प्ले का कहीं अधिक परिष्कृत सूट होता है | जो [[ वैमानिकी ]] सिस्टम में एम्बेडेड होते हैं। स्पेस में [[जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली|जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम]], [[ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम]], [[मौसम रडार]], ऑटोपायलट और स्पेस स्थिरीकरण सिस्टम सम्मिलित हो सकते हैं। निरर्थक सेंसर का उपयोग विश्वसनीयता के लिए किया जाता है। दुर्घटना की जांच में सहायता के लिए सूचना के एक सबसेट को [[घटना डेटा रिकॉर्डर]] में स्थानांतरित किया जा सकता है। आधुनिक पायलट डिस्प्ले में अब [[हेड अप डिस्प्ले]] सहित कंप्यूटर डिस्प्ले सम्मिलित हैं। | ||
हवाई यातायात नियंत्रण रडार बीकन | हवाई यातायात नियंत्रण रडार बीकन सिस्टम वितरित उपकरण सिस्टम है। जमीन का भाग एक विद्युत चुम्बकीय नाड़ी को प्रसारित करता है और एक प्रतिध्वनि (कम से कम) प्राप्त करता है। स्पेस ट्रांसपोंडर ले जाते हैं जो पल्स के रिसेप्शन पर कोड ट्रांसमिट करते हैं। सिस्टम स्पेस मानचित्र स्पेस, एक पहचानकर्ता और वैकल्पिक रूप से ऊंचाई प्रदर्शित करता है। मैप स्पेस संवेदी एंटीना दिशा और संवेदी समय विलंब पर आधारित है। अन्य जानकारी ट्रांसपोंडर ट्रांसमिशन में सन्निहित है। | ||
=== प्रयोगशाला उपकरण === | === प्रयोगशाला उपकरण === | ||
शब्द के संभावित उपयोगों में | शब्द के संभावित उपयोगों में आईईई-488 बस के माध्यम से एक कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित प्रयोगशाला परीक्षण उपकरण का एक संग्रह है (सामान्य प्रयोजन उपकरण बस के लिए जीपीआईबी या हेवलिट पैकार्ड इंस्ट्रूमेंट बस के लिए एचपीआईबी के रूप में भी जाना जाता है)। कई विद्युत और रासायनिक मात्राओं को मापने के लिए प्रयोगशाला उपकरण उपलब्ध हैं। प्रदूषकों के लिए पीने के पानी के परीक्षण को स्वचालित करने के लिए उपकरणों के इस तरह के संग्रह का उपयोग किया जा सकता है। | ||
== माप पैरामीटर == | == माप पैरामीटर == | ||
उपकरण का उपयोग कई मापदंडों (भौतिक मूल्यों) को मापने के लिए किया जाता है। इन मापदंडों में सम्मिलित हैं | | |||
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[[Image:Pl control valve.jpg|thumb|नियंत्रण वॉल्व]] | [[Image:Pl control valve.jpg|thumb|नियंत्रण वॉल्व]] | ||
== | == उपकरण इंजीनियरिंग == | ||
[[Image:Pump with tank pid en.svg|thumb|एक [[गरमा और इंस्ट्रूमेंटेशन आरेख]] का | [[Image:Pump with tank pid en.svg|thumb|एक [[गरमा और इंस्ट्रूमेंटेशन आरेख|गरमा और उपकरण आरेख]] का उपकरण भाग एक उपकरण इंजीनियर द्वारा विकसित किया जाएगा।]]उपकरण इंजीनियरिंग विशेषज्ञता है जो माप उपकरणों के सिद्धांत और संचालन पर केंद्रित है | जो विद्युत और वायवीय डोमेन जैसे क्षेत्रों में [[स्वचालित]] प्रणालियों के रचना और विन्यास में उपयोग किए जाते हैं, और मापी जाने वाली मात्रा का नियंत्रण है। | ||
वे | वे सामान्यतः सिस्टम [[उत्पादकता]], विश्वसनीयता, सुरक्षा, अनुकूलन और स्थिरता में सुधार के लक्ष्य के साथ स्वचालित प्रक्रियाओं वाले उद्योगों के लिए काम करते हैं | जैसे कि रासायनिक संयंत्र या विनिर्माण संयंत्र किसी प्रक्रिया में या किसी विशेष सिस्टम में मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए, माइक्रोप्रोसेसर, माइक्रोकंट्रोलर या पीएलसी जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है | किन्तु उनका अंतिम उद्देश्य सिस्टम के मापदंडों को नियंत्रित करना है। | ||
किसी प्रक्रिया में या किसी विशेष | |||
उपकरण इंजीनियरिंग को शिथिल रूप से परिभाषित किया गया है | क्योंकि आवश्यक कार्य अत्यधिक डोमेन पर निर्भर हैं। प्रयोगशाला चूहों के बायोमेडिकल उपकरण में एक विशेषज्ञ की रॉकेट उपकरण में विशेषज्ञ की तुलना में बहुत अलग चिंताएं हैं। दोनों की सामान्य चिंता आकार, वजन, निवेश, विश्वसनीयता, स्पष्टता, दीर्घायु, पर्यावरणीय बल और आवृत्ति प्रतिक्रिया के आधार पर उपयुक्त सेंसर का चयन है। कुछ सेंसर सचमुच तोपखाने के गोले में दागे जाते हैं। दूसरों को नष्ट होने तक थर्मोन्यूक्लियर विस्फोटों का अनुभव होता है। अनिवार्य रूप से सेंसर डेटा को आवरण, प्रसारित या प्रदर्शित किया जाना चाहिए। रिकॉर्डिंग दर और क्षमता बहुत भिन्न होती है। ट्रांसमिशन सामान्य हो सकता है या जैमिंग की उपस्थिति में गुप्त, एन्क्रिप्टेड और कम-शक्ति वाला हो सकता है। प्रदर्शन सामान्य रूप से सरल हो सकते हैं या मानव कारक विशेषज्ञों के परामर्श की आवश्यकता हो सकती है। नियंत्रण सिस्टम की रचना सामान्य से अलग विशेषता में भिन्न होता है। | |||
उपकरण इंजीनियर रिकॉर्डर, ट्रांसमीटर, डिस्प्ले या कंट्रोल सिस्टम के साथ सेंसर को एकीकृत करने और प्रक्रिया के लिए पाइपिंग और उपकरण आरेख तैयार करने के लिए उत्तरदायी हैं। वे स्थापना, वायरिंग और सिग्नल कंडीशनिंग को रचना या निर्दिष्ट कर सकते हैं। वे सिस्टम के कमीशनिंग, अंशांकन, परीक्षण और रखरखाव के लिए उत्तरदायी हो सकते हैं। | |||
एक शोध के माहौल में विषय वस्तु विशेषज्ञों के पास पर्याप्त उपकरण | एक शोध के माहौल में विषय वस्तु विशेषज्ञों के पास पर्याप्त उपकरण सिस्टम विशेषज्ञता होना सामान्य बात है। एक खगोलशास्त्री ब्रह्मांड की संरचना और दूरबीनों - प्रकाशिकी, पॉइंटिंग और कैमरों (या अन्य संवेदन तत्वों) के बारे में बहुत कुछ जानता है। इसमें अधिकांशतः परिचालन प्रक्रियाओं का कठिन ज्ञान सम्मिलित होता है | जो सर्वोत्तम परिणाम प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, एक खगोलशास्त्री अधिकांशतः तापमान प्रवणताओं को कम करने की विधियों का जानकार होता है | जो दूरबीन के अंदर हवा में अशांति उत्पन्न करता है। | ||
उपकरण टेक्नोलॉजिस्ट, टेकनीशियन और मैकेनिक, उपकरणों और उपकरण सिस्टम की समस्या निवारण, मरम्मत और रखरखाव के विशेषज्ञ हैं। | |||
=== विशिष्ट औद्योगिक ट्रांसमीटर संकेत प्रकार === | === विशिष्ट औद्योगिक ट्रांसमीटर संकेत प्रकार === | ||
* | *न्यूमैटिक लूप (20-100केपीए/3-15PSI) - न्यूमैटिक | ||
*[[वर्तमान परिपथ]] | *[[वर्तमान परिपथ|धारा परिपथ]] (4-20mA) - इलेक्ट्रिकल | ||
*[[हार्ट प्रोटोकॉल]] - डेटा सिग्नलिंग, | *[[हार्ट प्रोटोकॉल]] - डेटा सिग्नलिंग, अधिकांशतः करंट लूप पर ओवरले किया जाता है | | ||
*[[फाउंडेशन फील्डबस]] - डेटा सिग्नलिंग | *[[फाउंडेशन फील्डबस]] - डेटा सिग्नलिंग | ||
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==आधुनिक विकास का प्रभाव== | ==आधुनिक विकास का प्रभाव== | ||
राल्फ मुलर (1940) ने कहा, कि भौतिक विज्ञान का इतिहास | राल्फ मुलर (1940) ने कहा, कि भौतिक विज्ञान का इतिहास अधिक सीमा तक उपकरणों का इतिहास है और उनका बुद्धिमान उपयोग सर्वविदित है। समय-समय पर उत्पन्न होने वाले व्यापक सामान्यीकरण और सिद्धांत स्पष्ट माप के आधार पर खड़े या गिर गए हैं, और कई उदाहरणों में नए उपकरणों को इस उद्देश्य के लिए तैयार करना पड़ा है। यह दिखाने के लिए बहुत कम प्रमाण हैं कि आधुनिक मनुष्य का दिमाग पूर्वजों की तुलना में श्रेष्ठ है। उनके उपकरण अतुलनीय रूप से उत्तम हैं।<ref name="Katz">{{cite book|last1=Katz|first1=Eric|last2=Light|first2=Andrew|last3=Thompson|first3=William|title=Controlling technology : contemporary issues|date=2002|publisher=Prometheus Books|location=Amherst, NY|isbn=978-1573929837|edition=2nd|url=https://books.google.com/books?id=nny8OoQCZCoC&pg=PA88|access-date=9 March 2016}}</ref><ref name="Baird"/>{{rp|290}} | ||
डेविस बेयर्ड ने तर्क दिया है कि प्रमुख परिवर्तन [[फ्लोरिस कोहेन]] से जुड़ा है | डेविस बेयर्ड ने तर्क दिया है कि प्रमुख परिवर्तन [[फ्लोरिस कोहेन]] से जुड़ा है | [[द्वितीय विश्व युद्ध]] के बाद चौथी बड़ी वैज्ञानिक क्रांति की पहचान वैज्ञानिक उपकरण का विकास है, न केवल रसायन शास्त्र में किन्तु विज्ञान भर में <ref name="Baird">{{cite journal | ||
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1954 की प्रारंभ में, डब्ल्यू. ए. वाइल्डहैक ने प्रक्रिया नियंत्रण में निहित उत्पादक और विनाशकारी क्षमता दोनों पर चर्चा की थी।<ref name="Wildhack">{{cite journal|last1=Wildhack|first1=W. A.|title=Instrumentation—Revolution in Industry, Science, and Warfare|journal=Science|date=22 October 1954|volume=120|issue=3121|pages=15A|doi=10.1126/science.120.3121.15A|pmid=17816144|bibcode=1954Sci...120A..15W|doi-access=free}}</ref> | |||
प्राकृतिक संसार के स्पष्ट, सत्यापन योग्य और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य माप करने की क्षमता, उन स्तरों पर जो पहले अवलोकन योग्य नहीं थी। वैज्ञानिक उपकरण का उपयोग करके, संसार की एक अलग बनावट प्रदान की है।<ref name="Hentschel" /> यह उपकरण क्रांति मौलिक रूप से निगरानी और प्रतिक्रिया करने की मानवीय क्षमताओं को बदल देती है, जैसा कि [[डीडीटी]] निगरानी और [[जल प्रदूषक]] की निगरानी के लिए पराबैंगनी-दृश्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी और [[ गैस वर्णलेखन | गैस वर्णलेखन]] के उपयोग के उदाहरणों में दिखाया गया है।<ref name="Morris" /><ref name="Hentschel">{{cite journal|last1=Hentschel|first1=Klaus|title=रसायन विज्ञान में वाद्य क्रांति (निबंध की समीक्षा करें)|journal=Foundations of Chemistry|date=2003|volume=5|issue=2|pages=179–183|doi=10.1023/A:1023691917565|s2cid=102255170 }}</ref> | |||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
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* औद्योगिक नियंत्रण | * औद्योगिक नियंत्रण सिस्टम | ||
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Revision as of 18:16, 26 May 2023
उपकरणों को मापने के लिए एक सामूहिक शब्द है जिसका उपयोग भौतिक मात्राओं को संकेत करने, मापने और आवरण करने के लिए किया जाता है। इस शब्द की उत्पत्ति वैज्ञानिक उपकरण बनाने की कला और विज्ञान में हुई है।
उपकरणों को प्रत्यक्ष-पढ़ने वाले थर्मामीटर के रूप में सरल या औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों के बहु-सेंसर घटकों के रूप में जटिल के रूप में संदर्भित कर सकता है। आज, उपकरण प्रयोगशालाओं, रिफाइनरियों, कारखानों और वाहनों के साथ-साथ रोज़मर्रा के घरेलू उपयोग (जैसे, स्मोक संसूचक और थर्मोस्टेट) में पाए जा सकते हैं।
इतिहास और विकास
उपकरण के इतिहास को कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है।
पूर्व-औद्योगिक
औद्योगिक उपकरण के तत्वों का लंबा इतिहास है। वजन की तुलना करने के लिए तराजू और स्थिति को संकेत करने के लिए सरल संकेतक प्राचीन प्रौद्योगिकियां हैं। कुछ प्रारंभिक माप समय के थे। सबसे पुरानी जल घड़ियों में से एक प्राचीन मिस्र के फिरौन अमेनहोटेप आई की कब्र में पाई गई थी, जिसे लगभग 1500 ईसा पूर्व में दफनाया गया था।[1] घड़ियों में सुधार सम्मिलित किए गए थे। 270 ई.पू. तक उनके पास एक स्वचालित नियंत्रण सिस्टम उपकरण की प्रारंभ थी।[2] 1663 में क्रिस्टोफर व्रेन ने रॉयल सोसाइटी को एक मौसम घड़ी के लिए एक रचना प्रस्तुत किया। एक आरेखण मौसम संबंधी सेंसर को घड़ी की कल की चाल से चलने वाले कागज़ पर कलम चलाते हुए दिखाता है। ऐसे उपकरण दो सदियों तक मौसम विज्ञान में मानक नहीं बने।[3] अवधारणा वस्तुतः अपरिवर्तित बनी हुई है जैसा कि वायवीय चार्ट रिकॉर्डर द्वारा दर्शाया गया है | जहां एक दबाव वाली धौंकनी एक कलम को विस्थापित करती है। औद्योगिक क्रांति तक सेंसर, डिस्प्ले, रिकॉर्डर और नियंत्रण को एकीकृत करना असामान्य था | जो आवश्यकता और व्यावहारिकता दोनों से सीमित था।
प्रारंभिक औद्योगिक
प्रारंभिक प्रणालियों ने नियंत्रण और संकेत के लिए स्थानीय नियंत्रण पैनलों के लिए प्रत्यक्ष प्रक्रिया सम्बन्ध का उपयोग किया, जो 1930 के दशक की प्रारंभ से वायवीय ट्रांसमीटर और स्वचालित 3-टर्म (पीआईडी) नियंत्रकों की प्रारंभ देखी गई।
क्षेत्र में वाल्व और एक्ट्यूएटर्स को नियंत्रित करने की आवश्यकता से वायवीय ट्रांसमीटरों की श्रेणियां परिभाषित की गईं। सामान्यतः एक मानक के रूप में 3 से 15 पीएसआई (20 से 100 केपीए या 0.2 से 1.0 किग्रा / सेमी 2) तक का एक संकेत होता है | जिसे 6 से 30 पीएसआई के साथ मानकीकृत किया जाता है | कभी-कभी बड़े वाल्वों के लिए उपयोग किया जाता है।
ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक्स ने पाइप को बदलने के लिए वायरिंग को सक्षम किया, प्रारंभ में लूप पावर्ड उपकरण के लिए 90V तक 20 से 100mA की सीमा के साथ, अधिक आधुनिक प्रणालियों में 4 से 20mA को 12 से 24V तक कम कर दिया। एक ट्रांसमीटर एक उपकरण है | जो एक आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है | अधिकांशतः 4–20 एम्पेयर विद्युत प्रवाह (विद्युत) सिग्नल के रूप में, चूँकि वोल्टेज, आवृत्ति, दबाव या ईथरनेट का उपयोग करने वाले कई अन्य विकल्प संभव हैं। 1950 के दशक के मध्य तक ट्रांजिस्टर इतिहास का व्यवसायीकरण हो गया था।[4]
एक नियंत्रण सिस्टम से जुड़े उपकरण सोलनॉइड्स, वाल्व, रेगुलेटर (स्वचालित नियंत्रण), परिपथ वियोजक , रिले और अन्य उपकरणों को संचालित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सिग्नल प्रदान करते हैं। ऐसे उपकरण एक वांछित आउटपुट चर को नियंत्रित कर सकते हैं, और या तो दूरस्थ निगरानी या स्वचालित नियंत्रण क्षमता प्रदान करते हैं।
प्रत्येक उपकरण कंपनी ने अपने स्वयं के मानक उपकरण संकेत प्रस्तुत किए, जिससे भ्रम उत्पन्न हुआ जब तक कि 4–20 mA श्रेणी का उपयोग ट्रांसमीटरों और वाल्वों के लिए मानक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण संकेत के रूप में नहीं किया गया। इस सिग्नल को अंततः एएनएसआई/आईएसए S50 के रूप में मानकीकृत किया गया, "1970 के दशक में इलेक्ट्रॉनिक औद्योगिक प्रक्रिया उपकरणों के लिए एनालॉग सिग्नल की संगतता यांत्रिक वायवीय ट्रांसमीटरों, नियंत्रकों और वाल्वों से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में परिवर्तन ने रखरखाव निवेश को कम कर दिया क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक उपकरण यांत्रिक उपकरणों की तुलना में अधिक भरोसेमंद थे। स्पष्टता में उनकी वृद्धि के कारण इससे दक्षता और उत्पादन में भी वृद्धि हुई। संक्षारक और विस्फोटक वातावरणों में पसंद किए जाने के कारण, न्यूमेटिक्स ने कुछ लाभ का आनंद लिया था।[5]
स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण
प्रक्रिया नियंत्रण के प्रारंभिक वर्षों में, प्रक्रिया संकेतक और वाल्व जैसे नियंत्रण तत्वों की निगरानी एक संचालक द्वारा की जाती थे। जो वांछित तापमान, दबाव और प्रवाह प्राप्त करने के लिए वाल्व को समायोजित करने वाली इकाई के चारों ओर घूमता था। जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी विकसित हुई, वायवीय नियंत्रकों का आविष्कार किया गया और उन्हें उस क्षेत्र में लगाया गया जो प्रक्रिया की निगरानी करता था और वाल्वों को नियंत्रित करता था। इससे प्रक्रिया की निगरानी के लिए आवश्यक समय प्रक्रिया संचालकों की मात्रा कम हो गई। बाद के वर्षों में वास्तविक नियंत्रकों को एक केंद्रीय कक्ष में ले जाया गया और प्रक्रिया की निगरानी के लिए नियंत्रण कक्ष में सिग्नल भेजे गए और आउटपुट सिग्नल को अंतिम नियंत्रण तत्व जैसे वाल्व को आवश्यकतानुसार प्रक्रिया को समायोजित करने के लिए भेजा गया। इन नियंत्रकों और संकेतकों को एक दीवार पर लगाया जाता था | जिसे नियंत्रण बोर्ड कहा जाता है। संचालक इस बोर्ड के सामने खड़े होकर प्रक्रिया संकेतकों की निगरानी करते हुए आगे-पीछे चलते हैं। इसने फिर से इकाइयों के चारों ओर चलने के लिए प्रक्रिया संचालकों की संख्या और समय की मात्रा को कम कर दिया। इन वर्षों के समय उपयोग किया जाने वाला सबसे मानक वायवीय संकेत स्तर 3–15 पीएसआईजी था।[6]
बड़े एकीकृत कंप्यूटर-आधारित सिस्टम
बड़े औद्योगिक संयंत्रों का प्रक्रिया नियंत्रण कई चरणों में विकसित हुआ है। प्रारंभ में, नियंत्रण पैनल स्थानीय से प्रक्रिया संयंत्र तक होगा। चूँकि इन बिखरे हुए पैनलों में भाग लेने के लिए एक बड़े जनशक्ति संसाधन की आवश्यकता थी, और इस प्रक्रिया का कोई समग्र दृष्टिकोण नहीं था। अगला तार्किक विकास स्थायी रूप से मानवयुक्त केंद्रीय नियंत्रण कक्ष के लिए सभी संयंत्र मापों का प्रसारण था। प्रभावी रूप से यह सभी स्थानीय पैनलों का केंद्रीकरण था | जिसमें कम मैनिंग स्तर और प्रक्रिया के सरल अवलोकन के लाभ थे। अधिकांशतः नियंत्रक नियंत्रण कक्ष पैनल के पीछे होते थे, और सभी स्वचालित और मैन्युअल नियंत्रण आउटपुट वापस संयंत्र में प्रेषित किए जाते थे।
चूँकि, एक केंद्रीय नियंत्रण फोकस प्रदान करते हुए, यह व्यवस्था अनम्य थे। क्योंकि प्रत्येक नियंत्रण पाश का अपना नियंत्रक हार्डवेयर था, और नियंत्रण कक्ष के अंदर निरंतर संचालक आंदोलन को प्रक्रिया के विभिन्न भागों को देखने की आवश्यकता थी। इलेक्ट्रॉनिक प्रोसेसर और ग्राफिक डिस्प्ले के आने से इन असतत नियंत्रकों को कंप्यूटर-आधारित एल्गोरिदम के साथ बदलना संभव हो गया | जो अपने स्वयं के नियंत्रण प्रोसेसर के साथ इनपुट/आउटपुट रैक के नेटवर्क पर होस्ट किए गए थे। इन्हें प्लांट के चारों ओर वितरित किया जा सकता है, और कंट्रोल रूम या कमरों में ग्राफिक डिस्प्ले के साथ संचार किया जा सकता है। वितरित नियंत्रण अवधारणा का जन्म हुआ था।
डीसीएस और एससीएडीए की प्रारंभ ने प्लांट नियंत्रणों जैसे कैस्केड लूप और इंटरलॉक, और अन्य उत्पादन कंप्यूटर सिस्टम के साथ सरल इंटरफेसिंग के सरल इंटरकनेक्शन और पुन: विन्यास की अनुमति दी थी। इसने परिष्कृत अलार्म हैंडलिंग को सक्षम किया, स्वचालित ईवेंट लॉगिंग की प्रारंभ की, चार्ट रिकॉर्डर जैसे भौतिक आवरण की आवश्यकता को समाप्त कर दिया था | नियंत्रण रैक को नेटवर्क करने की अनुमति दी और इस तरह केबलिंग रन को कम करने के लिए स्थानीय स्तर पर संयंत्र स्थापित किया, और संयंत्र की स्थिति और उत्पादन का उच्च स्तर का अवलोकन प्रदान किया था |
अनुप्रयोग
कुछ स्थितियों में संवेदक तंत्र का एक बहुत ही सामान्य तत्व है। डिजिटल कैमरे और कलाई घड़ी विधि रूप से उपकरण की अशक्त परिभाषा को पूरा कर सकते हैं | क्योंकि वे संवेदी जानकारी को आवरण और/या प्रदर्शित करते हैं। अधिकतर परिस्थितियों में न तो उपकरण कहा जाएगा, किन्तु जब दौड़ के बीता हुआ समय मापने के लिए और फिनिश लाइन पर विजेता को दस्तावेज करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो दोनों को उपकरण कहा जाता है।
घरेलू
उपकरण सिस्टम का एक बहुत ही सरल उदाहरण एक यांत्रिक थर्मोस्टेट है | जिसका उपयोग घरेलू भट्टी को नियंत्रित करने और इस प्रकार कमरे के तापमान को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। एक विशिष्ट इकाई एक द्वि-धात्विक पट्टी के साथ तापमान को अनुभव करती है। यह पट्टी के मुक्त सिरे पर एक सुई द्वारा तापमान प्रदर्शित करता है। यह पारा स्विच द्वारा भट्ठी को सक्रिय करता है। चूंकि स्विच पट्टी द्वारा घुमाया जाता है, पारा इलेक्ट्रोड के बीच भौतिक (और इस प्रकार विद्युत) संपर्क बनाता है।
उपकरण सिस्टम का एक अन्य उदाहरण बर्गलर अलार्म है। ऐसी सिस्टम के होते हैं |
सेंसर (गति का पता लगाने, दरवाजे के खुलने का पता लगाने के लिए स्विच), घुसपैठ का पता लगाने के लिए सरल एल्गोरिदम, स्थानीय नियंत्रण (आर्म / डिसआर्म) और सिस्टम की रिमोट मॉनिटरिंग जिससे पुलिस को बुलाया जा सके। संचार रचना का एक अंतर्निहित भाग है।
रसोई के उपकरण नियंत्रण के लिए सेंसर का उपयोग करते हैं।
- जब तापमान बहुत अधिक हो जाता है तो एक रेफ्रिजरेटर शीतलन सिस्टम को क्रियान्वित करके एक स्थिर तापमान बनाए रखता है।
- एक स्वचालित आइस मशीन तब तक बर्फ बनाती है | जब तक कि लघु स्नैप-एक्शन स्विच फेंका नहीं जाता है।
- पॉप-अप ब्रेड टोअस्टर समय को सेट करने की अनुमति देते हैं।
- गैर-इलेक्ट्रॉनिक गैस ओवन गैस बर्नर में गैस के प्रवाह को नियंत्रित करने वाले थर्मोस्टेट के साथ तापमान को नियंत्रित करेंगे। इनमें ओवन के मुख्य कक्ष के अंदर बैठा एक सेंसर बल्ब हो सकता है। इसके अतिरिक्त, एक सुरक्षा कट-ऑफ लौ पर्यवेक्षण उपकरण हो सकता है | प्रज्वलन के बाद, सेंसर के गर्म होने के लिए बर्नर के नियंत्रण घुंडी को थोड़े समय के लिए रखा जाना चाहिए, और बर्नर को गैस के प्रवाह की अनुमति देना चाहिए। यदि सुरक्षा सेंसर ठंडा हो जाता है, तो यह संकेत दे सकता है कि बर्नर पर लौ बुझ गई है, और गैस के निरंतर रिसाव को रोकने के लिए प्रवाह बंद हो गया है।
- इलेक्ट्रिक ओवन एक तापमान संवेदक का उपयोग करते हैं और तापमान बहुत कम होने पर हीटिंग तत्वों को चालू कर देंगे। अधिक उन्नत ओवन तापमान संवेदकों के जवाब में, गर्मी वितरित करने या ठंडा करने के लिए प्रशंसकों को सक्रिय करते है।
- एक सामान्य शौचालय पानी की टंकी को तब तक भरता है | जब तक कि एक फ्लोट वाल्व को बंद नहीं कर देता। फ्लोट जल स्तर संवेदक के रूप में कार्य कर रहा है।
ऑटोमोटिव
आधुनिक ऑटोमोबाइल में जटिल उपकरण होते हैं। इंजन की घूर्णी गति और वाहन की रैखिक गति के प्रदर्शन के अतिरिक्त, बैटरी वोल्टेज और करंट, द्रव स्तर, द्रव तापमान, तय की गई दूरी और विभिन्न नियंत्रणों (टर्न सिग्नल, पार्किंग ब्रेक, हेडलाइट्स, ट्रांसमिशन स्थिति) के फीडबैक भी प्रदर्शित होते हैं। विशेष समस्याओं के लिए चेतावनियाँ प्रदर्शित की जा सकती हैं (ईंधन कम है, इंजन की जाँच करें, टायर का दबाव कम है, दरवाज़ा खुला है, सीट बेल्ट नहीं बंधी है)। समस्याएं दर्ज की जाती हैं जिससे उन्हें वाहन बस को सूचित किया जा सके। नेविगेशन सिस्टम किसी गंतव्य तक पहुंचने के लिए वॉयस कमांड प्रदान कर सकता है। कठोर वातावरण में लंबे समय तक ऑटोमोटिव उपकरण सस्ता और विश्वसनीय होना चाहिए। स्वतंत्र एयरबैग सिस्टम हो सकते हैं | जिनमें सेंसर, लॉजिक और एक्चुएटर होते हैं। एंटी-स्किड ब्रेकिंग सिस्टम ब्रेक को नियंत्रित करने के लिए सेंसर का उपयोग करते हैं | जबकि क्रूज नियंत्रण थ्रॉटल स्थिति को प्रभावित करता है। ऑनस्टार सिस्टम के रूप में संचार लिंक के माध्यम से सेवाओं की एक विस्तृत विविधता प्रदान की जा सकती है। स्वायत्त कारकों (विदेशी उपकरण के साथ) का प्रदर्शन किया गया है।
स्पेस
प्रारंभिक विमानों में कुछ सेंसर थे।[7] स्टीम गेज हवा के दबावों को सुई विक्षेपण में परिवर्तित करते हैं | जिन्हें ऊंचाई और एयरस्पीड के रूप में व्याख्या किया जा सकता है। एक चुंबकीय कंपास ने दिशा की भावना प्रदान की। माप के रूप में पायलट को प्रदर्शित करना उतना ही महत्वपूर्ण था।
एक आधुनिक स्पेस में सेंसर और डिस्प्ले का कहीं अधिक परिष्कृत सूट होता है | जो वैमानिकी सिस्टम में एम्बेडेड होते हैं। स्पेस में जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम, ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम, मौसम रडार, ऑटोपायलट और स्पेस स्थिरीकरण सिस्टम सम्मिलित हो सकते हैं। निरर्थक सेंसर का उपयोग विश्वसनीयता के लिए किया जाता है। दुर्घटना की जांच में सहायता के लिए सूचना के एक सबसेट को घटना डेटा रिकॉर्डर में स्थानांतरित किया जा सकता है। आधुनिक पायलट डिस्प्ले में अब हेड अप डिस्प्ले सहित कंप्यूटर डिस्प्ले सम्मिलित हैं।
हवाई यातायात नियंत्रण रडार बीकन सिस्टम वितरित उपकरण सिस्टम है। जमीन का भाग एक विद्युत चुम्बकीय नाड़ी को प्रसारित करता है और एक प्रतिध्वनि (कम से कम) प्राप्त करता है। स्पेस ट्रांसपोंडर ले जाते हैं जो पल्स के रिसेप्शन पर कोड ट्रांसमिट करते हैं। सिस्टम स्पेस मानचित्र स्पेस, एक पहचानकर्ता और वैकल्पिक रूप से ऊंचाई प्रदर्शित करता है। मैप स्पेस संवेदी एंटीना दिशा और संवेदी समय विलंब पर आधारित है। अन्य जानकारी ट्रांसपोंडर ट्रांसमिशन में सन्निहित है।
प्रयोगशाला उपकरण
शब्द के संभावित उपयोगों में आईईई-488 बस के माध्यम से एक कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित प्रयोगशाला परीक्षण उपकरण का एक संग्रह है (सामान्य प्रयोजन उपकरण बस के लिए जीपीआईबी या हेवलिट पैकार्ड इंस्ट्रूमेंट बस के लिए एचपीआईबी के रूप में भी जाना जाता है)। कई विद्युत और रासायनिक मात्राओं को मापने के लिए प्रयोगशाला उपकरण उपलब्ध हैं। प्रदूषकों के लिए पीने के पानी के परीक्षण को स्वचालित करने के लिए उपकरणों के इस तरह के संग्रह का उपयोग किया जा सकता है।
माप पैरामीटर
उपकरण का उपयोग कई मापदंडों (भौतिक मूल्यों) को मापने के लिए किया जाता है। इन मापदंडों में सम्मिलित हैं |
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उपकरण इंजीनियरिंग
उपकरण इंजीनियरिंग विशेषज्ञता है जो माप उपकरणों के सिद्धांत और संचालन पर केंद्रित है | जो विद्युत और वायवीय डोमेन जैसे क्षेत्रों में स्वचालित प्रणालियों के रचना और विन्यास में उपयोग किए जाते हैं, और मापी जाने वाली मात्रा का नियंत्रण है।
वे सामान्यतः सिस्टम उत्पादकता, विश्वसनीयता, सुरक्षा, अनुकूलन और स्थिरता में सुधार के लक्ष्य के साथ स्वचालित प्रक्रियाओं वाले उद्योगों के लिए काम करते हैं | जैसे कि रासायनिक संयंत्र या विनिर्माण संयंत्र किसी प्रक्रिया में या किसी विशेष सिस्टम में मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए, माइक्रोप्रोसेसर, माइक्रोकंट्रोलर या पीएलसी जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है | किन्तु उनका अंतिम उद्देश्य सिस्टम के मापदंडों को नियंत्रित करना है।
उपकरण इंजीनियरिंग को शिथिल रूप से परिभाषित किया गया है | क्योंकि आवश्यक कार्य अत्यधिक डोमेन पर निर्भर हैं। प्रयोगशाला चूहों के बायोमेडिकल उपकरण में एक विशेषज्ञ की रॉकेट उपकरण में विशेषज्ञ की तुलना में बहुत अलग चिंताएं हैं। दोनों की सामान्य चिंता आकार, वजन, निवेश, विश्वसनीयता, स्पष्टता, दीर्घायु, पर्यावरणीय बल और आवृत्ति प्रतिक्रिया के आधार पर उपयुक्त सेंसर का चयन है। कुछ सेंसर सचमुच तोपखाने के गोले में दागे जाते हैं। दूसरों को नष्ट होने तक थर्मोन्यूक्लियर विस्फोटों का अनुभव होता है। अनिवार्य रूप से सेंसर डेटा को आवरण, प्रसारित या प्रदर्शित किया जाना चाहिए। रिकॉर्डिंग दर और क्षमता बहुत भिन्न होती है। ट्रांसमिशन सामान्य हो सकता है या जैमिंग की उपस्थिति में गुप्त, एन्क्रिप्टेड और कम-शक्ति वाला हो सकता है। प्रदर्शन सामान्य रूप से सरल हो सकते हैं या मानव कारक विशेषज्ञों के परामर्श की आवश्यकता हो सकती है। नियंत्रण सिस्टम की रचना सामान्य से अलग विशेषता में भिन्न होता है।
उपकरण इंजीनियर रिकॉर्डर, ट्रांसमीटर, डिस्प्ले या कंट्रोल सिस्टम के साथ सेंसर को एकीकृत करने और प्रक्रिया के लिए पाइपिंग और उपकरण आरेख तैयार करने के लिए उत्तरदायी हैं। वे स्थापना, वायरिंग और सिग्नल कंडीशनिंग को रचना या निर्दिष्ट कर सकते हैं। वे सिस्टम के कमीशनिंग, अंशांकन, परीक्षण और रखरखाव के लिए उत्तरदायी हो सकते हैं।
एक शोध के माहौल में विषय वस्तु विशेषज्ञों के पास पर्याप्त उपकरण सिस्टम विशेषज्ञता होना सामान्य बात है। एक खगोलशास्त्री ब्रह्मांड की संरचना और दूरबीनों - प्रकाशिकी, पॉइंटिंग और कैमरों (या अन्य संवेदन तत्वों) के बारे में बहुत कुछ जानता है। इसमें अधिकांशतः परिचालन प्रक्रियाओं का कठिन ज्ञान सम्मिलित होता है | जो सर्वोत्तम परिणाम प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, एक खगोलशास्त्री अधिकांशतः तापमान प्रवणताओं को कम करने की विधियों का जानकार होता है | जो दूरबीन के अंदर हवा में अशांति उत्पन्न करता है।
उपकरण टेक्नोलॉजिस्ट, टेकनीशियन और मैकेनिक, उपकरणों और उपकरण सिस्टम की समस्या निवारण, मरम्मत और रखरखाव के विशेषज्ञ हैं।
विशिष्ट औद्योगिक ट्रांसमीटर संकेत प्रकार
- न्यूमैटिक लूप (20-100केपीए/3-15PSI) - न्यूमैटिक
- धारा परिपथ (4-20mA) - इलेक्ट्रिकल
- हार्ट प्रोटोकॉल - डेटा सिग्नलिंग, अधिकांशतः करंट लूप पर ओवरले किया जाता है |
- फाउंडेशन फील्डबस - डेटा सिग्नलिंग
- प्रोफिबस - डेटा सिग्नलिंग
आधुनिक विकास का प्रभाव
राल्फ मुलर (1940) ने कहा, कि भौतिक विज्ञान का इतिहास अधिक सीमा तक उपकरणों का इतिहास है और उनका बुद्धिमान उपयोग सर्वविदित है। समय-समय पर उत्पन्न होने वाले व्यापक सामान्यीकरण और सिद्धांत स्पष्ट माप के आधार पर खड़े या गिर गए हैं, और कई उदाहरणों में नए उपकरणों को इस उद्देश्य के लिए तैयार करना पड़ा है। यह दिखाने के लिए बहुत कम प्रमाण हैं कि आधुनिक मनुष्य का दिमाग पूर्वजों की तुलना में श्रेष्ठ है। उनके उपकरण अतुलनीय रूप से उत्तम हैं।[8][9]: 290
डेविस बेयर्ड ने तर्क दिया है कि प्रमुख परिवर्तन फ्लोरिस कोहेन से जुड़ा है | द्वितीय विश्व युद्ध के बाद चौथी बड़ी वैज्ञानिक क्रांति की पहचान वैज्ञानिक उपकरण का विकास है, न केवल रसायन शास्त्र में किन्तु विज्ञान भर में [9][10] रसायन विज्ञान में, 1940 के दशक में नए उपकरणों की प्रारंभ एक वैज्ञानिक और विधि क्रांति से कम नहीं थे।[11]: 28–29 जिसमें संरचनात्मक कार्बनिक रसायन शास्त्र के मौलिक गीले और सूखे विधियों को त्याग दिया गया, और अनुसंधान के नए क्षेत्र खुल गए थे।[11]: 38
1954 की प्रारंभ में, डब्ल्यू. ए. वाइल्डहैक ने प्रक्रिया नियंत्रण में निहित उत्पादक और विनाशकारी क्षमता दोनों पर चर्चा की थी।[12]
प्राकृतिक संसार के स्पष्ट, सत्यापन योग्य और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य माप करने की क्षमता, उन स्तरों पर जो पहले अवलोकन योग्य नहीं थी। वैज्ञानिक उपकरण का उपयोग करके, संसार की एक अलग बनावट प्रदान की है।[13] यह उपकरण क्रांति मौलिक रूप से निगरानी और प्रतिक्रिया करने की मानवीय क्षमताओं को बदल देती है, जैसा कि डीडीटी निगरानी और जल प्रदूषक की निगरानी के लिए पराबैंगनी-दृश्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी और गैस वर्णलेखन के उपयोग के उदाहरणों में दिखाया गया है।[10][13]
यह भी देखें
- औद्योगिक नियंत्रण सिस्टम
- इंस्ट्रुमेंटेशन (कंप्यूटर प्रोग्रामिंग)
- पेट्रोकेमिकल उद्योगों में इंस्ट्रूमेंटेशन
- इंटरनेशनल सोसाइटी ऑफ ऑटोमेशन
- सेंसर की सूची
- माप
- मैट्रोलोजी
- पाइपिंग और इंस्ट्रूमेंटेशन आरेख - प्रक्रिया उद्योग में एक आरेख जो स्थापित उपकरण और इंस्ट्रूमेंटेशन के साथ-साथ प्रक्रिया प्रवाह की पाइपिंग दिखाता है।
- निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक
- तापमान और दबाव माप प्रौद्योगिकी की समयरेखा
संदर्भ
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बाहरी संबंध
