विद्युत धारा लूप: Difference between revisions
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{{About| | {{About|एनालॉग विद्युत सिग्नलिंग योजना|डिजिटल सीरियल संचार|डिजिटल करंट लूप इंटरफेस|महासागरीय घटना|लूप करंट|नेटवर्क विश्लेषण चर|लूप करंट}} | ||
विद्युत [[सिग्नल (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग)|संकेत (विद्युत इंजीनियरिंग)]] मे समधर्मी विद्युत धारा परिपथ का उपयोग किया जाता है, जहां उपकरण को विद्युत चालक की जोड़ी पर दूर से निरीक्षण या नियंत्रित किया जाता है। किसी भी समय केवल एक विद्युत स्तर मौजूद हो सकता है। | |||
विद्युत धारा परिपथ का प्रमुख अनुप्रयोग [[प्रक्रिया नियंत्रण]] अनुप्रयोगों के लिए उद्योग [[वास्तविक मानक|तथ्यतः (डी फैक्टो)]] 4–20 mA विद्युत धारा परिपथ है, जहां वे बड़े पैमाने पर प्रक्रिया [[ इंस्ट्रुमेंटेशन |मापयंत्रण]] से पीआईडी नियंत्रकों, [[SCADA|एससीएडीए]] प्रणाली और[[ प्रोग्राम करने योग्य तर्क नियंत्रक | प्रोग्रैमेबल लाजिक कंट्रोलर]] (पीएलसी) तक संकेत ले जाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। उनका [[पीआईडी नियंत्रक]] प्रक्षेपण को मॉड्यूलेटिंग फील्ड उपकरणों जैसे [[नियंत्रक वाल्व]] में प्रसारित करने के लिए भी किया जाता है। इन छोरों में सरलता और रव प्रतिरोधक क्षमता के फायदे हैं, और बड़ा अंतरराष्ट्रीय उपयोगकर्ता और उपकरण आपूर्तिकर्ता आधार है। कुछ 4–20 mA क्षेत्र उपकरणों को विद्युत धारा परिपथ द्वारा ही संचालित किया जा सकता है, जिससे अलग बिजली आपूर्ति की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, और स्मार्ट [[हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल]] क्षेत्र उपकरणों और नियंत्रकों के बीच संचार के लिए परिपथ का उपयोग करता है। स्वचालन प्रोटोकॉल की विभिन्न सूची समधर्मी विद्युत धारा परिपथ को बदल सकती है, लेकिन 4–20 mA अभी भी प्रमुख औद्योगिक मानक है। | |||
== प्रक्रिया नियंत्रण 4–20 mA | == प्रक्रिया नियंत्रण 4–20 mA परिपथ == | ||
[[File:Analogue control loop evolution.png|thumb|वायवीय युग से इलेक्ट्रॉनिक युग तक | [[File:Analogue control loop evolution.png|thumb|वायवीय युग से इलेक्ट्रॉनिक युग तक समधर्मी नियंत्रण परिपथ सिग्नलिंग का विकास दिखा रहा है।]] | ||
[[File:Smart current loop positioner.png|thumb|संवेदन और नियंत्रण संचरण के लिए उपयोग किए जाने वाले | [[File:Smart current loop positioner.png|thumb|संवेदन और नियंत्रण संचरण के लिए उपयोग किए जाने वाले विद्युत धारा परिपथ का उदाहरण। एक स्मार्ट वाल्व स्थापक का विशिष्ट उदाहरण दिखाया गया है।]]औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण में, [[ एनालॉग संकेत | समधर्मी संकेत]] 4–20 mA विद्युत धारा परिपथ आमतौर पर विद्युत संकेत के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिसमें 4 और 20 mA के दो मान माप या नियंत्रण की सीमा के 0–100% का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन परिपथ का उपयोग क्षेत्र उपकरण से संवेदक की जानकारी ले जाने और वाल्व जैसे मॉड्यूलेटिंग उपकरणों की प्रक्रिया में नियंत्रण संकेतों को ले जाने के लिए किया जाता है। | ||
विद्युत धारा परिपथ के प्रमुख लाभ हैं: | |||
* | * परिपथ अक्सर नियंत्रक द्वारा आपूर्ति की गई विद्युत् के साथ, रिमोट उपकरण को पावर कर सकता है, इस प्रकार पावर केबलिंग की आवश्यकता को दूर करता है। कई उपकरण निर्माता 4–20 mA संवेदक का उत्पादन करते हैं जो परिपथ संचालित होते हैं। | ||
* 4 mA का लाइव या | * 4 mA का लाइव या उत्थित शून्य क्षेत्र प्रेषक से बिना किसी प्रक्रिया संकेत प्रक्षेपण के भी उपकरण को पावर देने की अनुमति देता है। | ||
* | * अंतरायोजी वायरिंग में वोल्टेज घटाव से संकेत की सटीकता प्रभावित नहीं होती है। | ||
* इसमें उच्च | * इसमें उच्च रव प्रतिरक्षा है क्योंकि यह कम प्रतिबाधा परिपथ है जो आमतौर पर व्यवर्तित युग्म विद्युत चालक के माध्यम से होता है। | ||
* यह स्व- | * यह स्व-निरीक्षण है; 3.8 mA से कम या 20.5 mA से अधिक की धाराएं खराबी का संकेत देने के लिए ली जाती हैं।<ref>NAMUR standard NE 043 "Standardisation of the Signal Level for the Failure Information of Digital Transmitters"</ref> | ||
* इसे उपयोग किए गए वोल्टेज के प्रतिरोध की सीमा तक लंबे केबलों पर ले जाया जा सकता है। | * इसे उपयोग किए गए वोल्टेज के प्रतिरोध की सीमा तक लंबे केबलों पर ले जाया जा सकता है। | ||
* इनलाइन डिस्प्ले को | * इनलाइन डिस्प्ले को परिपथ द्वारा डाला और संचालित किया जा सकता है, जब तक कि कुल स्वीकार्य परिपथ प्रतिरोध पार नहीं हो जाता है । | ||
* | * प्रतिरोधक का उपयोग करके वोल्टेज में आसान रूपांतरण किया जाता है। | ||
* | * परिपथ पावर्ड I टू P (दबाव के लिए विद्युत) परिवर्तक नियंत्रण वाल्व के लिए 4–20 mA संकेत को 3–15 psi न्यूमैटिक प्रक्षेपण में बदल सकते हैं, जिससे मौजूदा न्यूमैटिक प्लांट में 4–20 mA संकेत आसानी से समाहित हो सकते हैं। | ||
क्षेत्र उपकरण मापन में [[दबाव]], [[तापमान]], स्तर, आयतनमितीय प्रवाह दर, [[पीएच]] या अन्य प्रक्रिया चर शामिल हैं। वाल्व स्थापक या अन्य प्रक्षेपण [[ गति देनेवाला |संचालक]] को नियंत्रित करने के लिए विद्युत धारा परिपथ का भी उपयोग किया जा सकता है। चूंकि उपकरणों के निविष्ट टर्मिनलों में चेसिस ग्राउंड (पृथ्वी) से बंधे विद्युत धारा परिपथ निविष्ट एकपक्षीय हो सकता है, श्रृंखला में कई उपकरणों को जोड़ने पर समधर्मी आइसोलेटर्स की आवश्यकता हो सकती है। | |||
विद्युत मान और प्रक्रिया चर माप के बीच संबंध अंशांकन द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो 4 और 20 mA के बीच की अवधि के लिए इंजीनियरिंग इकाइयों की विभिन्न श्रेणियों को निर्दिष्ट करता है। इंजीनियरिंग इकाइयों और विद्युत के बीच मैपिंग को उल्टा किया जा सकता है, ताकि 4 mA अधिकतम और 20 mA न्यूनतम का प्रतिनिधित्व करे। | |||
=== सक्रिय और निष्क्रिय उपकरण === | === सक्रिय और निष्क्रिय उपकरण === | ||
परिपथ के लिए विद्युत के स्रोत के आधार पर, उपकरणों को सक्रिय (आपूर्ति या सोर्सिंग पावर) या निष्क्रिय (परिपथ पावर पर निर्भर या सिंकिंग) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, [[सूची अभिलेखी]] दबाव प्रेषक को परिपथ पावर प्रदान कर सकता है। दबाव प्रेषक स्ट्रिप सूची अभिलेखी को संकेत भेजने के लिए परिपथ पर विद्युत को नियंत्रित करता है, लेकिन अपने आप में परिपथ को बिजली की आपूर्ति नहीं करता है और इसलिए यह निष्क्रिय है। दूसरे परिपथ में दो निष्क्रीय सूची अभिलेखी, निष्क्रीय दबाव प्रेषक और 24 V बैटरी हो सकती है। (बैटरी सक्रिय उपकरण है)। ध्यान दें कि 4-तार वाले उपकरण में विद्युत धारा परिपथ से अलग बिजली आपूर्ति निविष्ट होता है। | |||
पैनल माउंट डिस्प्ले और | पैनल माउंट डिस्प्ले और सूची अभिलेखी को आमतौर पर 'इंडिकेटर उपकरण' या 'प्रक्रिया निरीक्षण' कहा जाता है। कई निष्क्रिय सूचक उपकरण श्रृंखला में जुड़े हो सकते हैं, लेकिन एक परिपथ में केवल एक प्रेषक उपकरण और केवल एक विद्युत् स्रोत (सक्रिय उपकरण) होना चाहिए। | ||
=== | ===समधर्मी नियंत्रण संकेतों का विकास === | ||
[[Image:Pl control valve.jpg|thumb|right|न्यूमैटिक डायफ्राम एक्चुएटर और स्मार्ट 4–20 एमए पॉजिशनर के साथ | [[Image:Pl control valve.jpg|thumb|right|न्यूमैटिक डायफ्राम एक्चुएटर और स्मार्ट 4–20 एमए पॉजिशनर के साथ नियंत्रण वाल्व जो विद्युत धारा परिपथ पर वास्तविक वाल्व की स्थिति और स्थिति को भी फीड करेगा।]]4–20 mA सम्मेलन का जन्म 1950 के दशक में पहले के अत्यधिक सफल 3–15 वायवीय नियंत्रण संकेत मानक से हुआ था, जब इलेक्ट्रॉनिक्स पुराने मानक का विद्युत रूप से अनुकरण करने के लिए सस्ते और विश्वसनीय हो गए थे। 3–15 psi मानक में कुछ रिमोट उपकरणों को पावर देने में सक्षम होने की समान विशेषताएं थीं, और एक लाइव शून्य था। हालांकि 4–20 mA मानक उस समय विकसित किए जा रहे इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों के लिए बेहतर अनुकूल था। | ||
संक्रमण धीरे-धीरे हुआ और 3–15 साई उपकरणों के विशाल स्थापित आधार के कारण 21वीं सदी में विस्तारित हो गया। मोटर चालित वाल्वों पर वायवीय वाल्वों के संचालन में कई लागत और विश्वसनीयता के फायदे हैं, वायवीय सक्रियण अभी भी एक उद्योग मानक है। हाइब्रिड | संक्रमण धीरे-धीरे हुआ और 3–15 साई उपकरणों के विशाल स्थापित आधार के कारण 21वीं सदी में विस्तारित हो गया। मोटर चालित वाल्वों पर वायवीय वाल्वों के संचालन में कई लागत और विश्वसनीयता के फायदे हैं, वायवीय सक्रियण अभी भी एक उद्योग मानक है। हाइब्रिड प्रणाली के निर्माण की अनुमति देने के लिए, जहां नियंत्रक द्वारा 4–20 mA उत्पन्न किया जाता है, लेकिन वायवीय वाल्वों के उपयोग की अनुमति देता है, विद्युत से दबाव (I से P) परिवर्तक की एक सीमा निर्माताओं से उपलब्ध है। ये आमतौर पर नियंत्रण वाल्व के लिए स्थानीय होते हैं और 4–20 mA को 3–15 psi (या 0.2–1.0 बार) में बदलते हैं। यह संकेत तब वाल्व एक्चुएटर या अधिक सामान्यतः, एक वायवीय पॉजिशनर को खिलाया जाता है। पोजिशनर एक समर्पित नियंत्रक है जिसका एक्चुएटर आंदोलन के लिए एक यांत्रिक संबंध है। यह सुनिश्चित करता है कि घर्षण की समस्या दूर हो जाती है और वाल्व नियंत्रण तत्व वांछित स्थिति में चला जाता है। यह वाल्व एक्चुएशन के लिए उच्च वायु दबावों के उपयोग की भी अनुमति देता है। | ||
सस्ते औद्योगिक माइक्रो-प्रोसेसर के विकास के साथ, स्मार्ट वाल्व पोजिशनर्स 1980 के दशक के मध्य से उपलब्ध हो गए हैं और नए प्रतिष्ठानों के लिए बहुत लोकप्रिय हैं। इनमें I से P कन्वर्टर, साथ ही वाल्व की स्थिति और स्थिति की | सस्ते औद्योगिक माइक्रो-प्रोसेसर के विकास के साथ, स्मार्ट वाल्व पोजिशनर्स 1980 के दशक के मध्य से उपलब्ध हो गए हैं और नए प्रतिष्ठानों के लिए बहुत लोकप्रिय हैं। इनमें I से P कन्वर्टर, साथ ही वाल्व की स्थिति और स्थिति की निरीक्षण शामिल है। इन बाद वाले को हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल जैसे प्रोटोकॉल का उपयोग करके नियंत्रक को विद्युत धारा परिपथ पर वापस खिलाया जाता है। | ||
== लॉन्ग | == लॉन्ग परिपथ == | ||
स्थानीय टेलीफोन कंपनी से पट्टे पर टेलीफोन केबलों में सूखे जोड़े द्वारा ऐतिहासिक रूप से कभी-कभी | स्थानीय टेलीफोन कंपनी से पट्टे पर टेलीफोन केबलों में सूखे जोड़े द्वारा ऐतिहासिक रूप से कभी-कभी समधर्मी विद्युत धारा परिपथ को इमारतों के बीच ले जाया जाता था। समधर्मी टेलीफोनी के दिनों में 4–20 mA परिपथ अधिक सामान्य थे। इन सर्किटों को एंड-टू-एंड डायरेक्ट विद्युत (DC) निरंतरता की आवश्यकता होती है, और जब तक कि एक समर्पित तार जोड़ी को हार्डवायर नहीं किया जाता है, सेमीकंडक्टर स्विचिंग की शुरुआत के साथ उनका उपयोग बंद हो जाता है। डीसी निरंतरता एक माइक्रोवेव रेडियो, ऑप्टिकल फाइबर, या एक मल्टीप्लेक्स टेलीफोन परिपथ कनेक्शन पर उपलब्ध नहीं है। | ||
बेसिक डीसी | बेसिक डीसी परिपथ सिद्धांत से पता चलता है कि लाइन के साथ विद्युत समान है। 4–20 mA परिपथ देखना आम बात थी जिसमें मीलों में परिपथ की लंबाई थी या टेलीफ़ोन केबल जोड़े पर काम करने वाले परिपथ जो दस हज़ार फीट से लेकर अंत तक लंबे थे। इस तकनीक का उपयोग करने वाले अभी भी पुराने प्रणाली मौजूद हैं। [[बेल सिस्टम|बेल प्रणाली]] परिपथ में, 125 VDC तक के वोल्टेज लगाए गए थे। | ||
== असतत नियंत्रण == | == असतत नियंत्रण == | ||
असतत नियंत्रण कार्यों को एक | असतत नियंत्रण कार्यों को एक परिपथ पर भेजे गए विद्युत के असतत स्तरों द्वारा दर्शाया जा सकता है। यह कई नियंत्रण कार्यों को एक जोड़ी तारों पर संचालित करने की अनुमति देगा। किसी विशिष्ट कार्य के लिए आवश्यक धाराएँ एक अनुप्रयोग या निर्माता से दूसरे में भिन्न होती हैं। कोई विशिष्ट धारा नहीं है जो एक ही अर्थ से बंधी हो। यह लगभग सार्वभौमिक है कि 0 mA इंगित करता है कि परिपथ विफल हो गया है। आग के अलार्म के मामले में, 6 mA सामान्य हो सकता है, 15 mA का मतलब हो सकता है कि आग का पता चल गया है, और 0 mA एक मुसीबत का संकेत देगा, जो निरीक्षण साइट को बताएगा कि अलार्म परिपथ विफल हो गया है। कुछ उपकरण, जैसे कि दो-तरफ़ा रेडियो रिमोट नियंत्रण कंसोल, धाराओं की ध्रुवीयता को उलट सकते हैं और डीसी विद्युत पर ऑडियो को मल्टीप्लेक्स कर सकते हैं। | ||
इन उपकरणों को किसी भी रिमोट | इन उपकरणों को किसी भी रिमोट नियंत्रण के लिए नियोजित किया जा सकता है जिसकी एक डिजाइनर कल्पना कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक विद्युत धारा परिपथ एक निकासी सायरन (नोइज़मेकर) को सक्रिय कर सकता है या [[यातायात संकेत]] को आदेश दे सकता है। | ||
=== दो तरफा रेडियो का प्रयोग === | === दो तरफा रेडियो का प्रयोग === | ||
[[Image:T1380 remote.png|thumb|right|230px|[[Motorola]] T-1300 सीरीज़ का [[रिमोट कंट्रोल]] [[ टेलीफ़ोन ]] हाउसिंग में बनाया गया है। डायल को [[ ध्वनि-विस्तारक यंत्र ]] और वॉल्यूम | [[Image:T1380 remote.png|thumb|right|230px|[[Motorola]] T-1300 सीरीज़ का [[रिमोट कंट्रोल|रिमोट नियंत्रण]] [[ टेलीफ़ोन ]] हाउसिंग में बनाया गया है। डायल को [[ ध्वनि-विस्तारक यंत्र ]] और वॉल्यूम नियंत्रण से बदल दिया गया है। यह रिमोट नियंत्रण [[बेस स्टेशन]] को नियंत्रित करने के लिए दो-तार परिपथ का उपयोग करता है।]]विद्युत धारा परिपथ परिपथ दूर के स्थलों पर रेडियो बेस स्टेशनों को नियंत्रित करने का एक संभावित तरीका है। दो तरफा रेडियो उद्योग इस प्रकार के रिमोट नियंत्रण को डीसी रिमोट कहता है। यह नाम नियंत्रण बिंदु और रेडियो बेस स्टेशन के बीच डीसी परिपथ निरंतरता की आवश्यकता से आता है। एक मौजूदा परिपथ रिमोट नियंत्रण ऑपरेटिंग बिंदु और रेडियो ट्रांसीवर के बीच तारों के अतिरिक्त जोड़े की लागत बचाता है। कुछ उपकरण, जैसे Motorola MSF-5000 बेस स्टेशन, कुछ कार्यों के लिए 4 mA से नीचे की धाराओं का उपयोग करते हैं। एक वैकल्पिक प्रकार, [[टोन रिमोट]], अधिक जटिल है लेकिन नियंत्रण बिंदु और बेस स्टेशन के बीच केवल एक ऑडियो पथ की आवश्यकता होती है।<ref>{{patent|US|6950653|"Scanning tone remote adapter for land-mobile radio dispatch for use with dispersed dispatch stations"}} (The patent does not describe this tone remote but confirms the use of the phrase to describe this system of signaling.)</ref> | ||
उदाहरण के लिए, एक [[ टैक्सी केब ]] [[डिस्पैचर]] बेस स्टेशन आठ मंजिला इमारत की छत पर भौतिक रूप से स्थित हो सकता है। टैक्सी कंपनी का कार्यालय पास की किसी दूसरी इमारत के बेसमेंट में हो सकता है। कार्यालय में एक रिमोट | उदाहरण के लिए, एक [[ टैक्सी केब ]] [[डिस्पैचर]] बेस स्टेशन आठ मंजिला इमारत की छत पर भौतिक रूप से स्थित हो सकता है। टैक्सी कंपनी का कार्यालय पास की किसी दूसरी इमारत के बेसमेंट में हो सकता है। कार्यालय में एक रिमोट नियंत्रण यूनिट होगी जो विद्युत धारा परिपथ परिपथ पर टैक्सी कंपनी बेस स्टेशन संचालित करेगी। परिपथ आमतौर पर एक टेलीफोन लाइन या इसी तरह की वायरिंग पर होगा। नियंत्रण फंक्शन धाराएं परिपथ के प्रेषण कार्यालय के अंत में रिमोट नियंत्रण कंसोल से आती हैं। दो-तरफ़ा रेडियो उपयोग में, एक निष्क्रिय परिपथ में सामान्य रूप से कोई विद्युत मौजूद नहीं होगा। | ||
दो-तरफ़ा रेडियो उपयोग में, रेडियो निर्माता विशिष्ट कार्यों के लिए विभिन्न धाराओं का उपयोग करते हैं। एकल | दो-तरफ़ा रेडियो उपयोग में, रेडियो निर्माता विशिष्ट कार्यों के लिए विभिन्न धाराओं का उपयोग करते हैं। एकल परिपथ पर अधिक संभावित कार्य प्राप्त करने के लिए ध्रुवीयताएं बदली जाती हैं। उदाहरण के लिए, एक संभावित योजना की कल्पना करें जहां इन धाराओं की उपस्थिति से बेस स्टेशन की स्थिति बदल जाती है: | ||
* कोई | * कोई विद्युत साधन चैनल 1 पर प्राप्त नहीं होता है, (डिफ़ॉल्ट)। | ||
* +6 mA का मतलब चैनल 1 पर प्रसारण हो सकता है | * +6 mA का मतलब चैनल 1 पर प्रसारण हो सकता है | ||
* -6 mA का मतलब हो सकता है कि रिसीव मोड में रहें लेकिन चैनल 2 पर स्विच करें। जब तक -6 mA | * -6 mA का मतलब हो सकता है कि रिसीव मोड में रहें लेकिन चैनल 2 पर स्विच करें। जब तक -6 mA विद्युत मौजूद रहेगा, रिमोट बेस स्टेशन चैनल 2 पर रिसीव करना जारी रखेगा। | ||
* -12 mA बेस स्टेशन को चैनल 2 पर प्रसारित करने का आदेश दे सकता है। | * -12 mA बेस स्टेशन को चैनल 2 पर प्रसारित करने का आदेश दे सकता है। | ||
यह | यह परिपथ ध्रुवता-संवेदनशील है। यदि एक टेलीफोन कंपनी केबल स्प्लिसर गलती से कंडक्टरों को उलट देता है, तो चैनल 2 का चयन करने से प्रेषक लॉक हो जाएगा। | ||
परिपथ के दूसरे छोर पर प्रत्येक मौजूदा स्तर संपर्कों का एक सेट बंद कर सकता है, या ठोस-राज्य तर्क संचालित कर सकता है। उस संपर्क के बंद होने से नियंत्रित उपकरण पर स्थिति बदल गई। कुछ रिमोट नियंत्रण उपकरण में निर्माताओं के बीच संगतता की अनुमति देने के लिए विकल्प सेट हो सकते हैं। यानी, एक बेस स्टेशन जिसे +18 mA विद्युत के साथ प्रसारित करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया था, उसके विकल्प (बजाय) इसे +6 mA मौजूद होने पर प्रसारित करने के लिए बदल सकते थे। | |||
दो-तरफ़ा रेडियो उपयोग में, | दो-तरफ़ा रेडियो उपयोग में, परिपथ जोड़ी पर एसी संकेत भी मौजूद थे। यदि बेस स्टेशन निष्क्रिय था, तो प्राप्त ऑडियो को बेस स्टेशन से प्रेषण कार्यालय तक लाइन पर भेजा जाएगा। प्रसारित कमांड विद्युत की उपस्थिति में, रिमोट नियंत्रण कंसोल ऑडियो को प्रसारित करने के लिए भेजेगा। प्रेषण कार्यालय में उपयोगकर्ता की आवाज को संशोधित किया जाएगा और डीसी विद्युत पर आरोपित किया जाएगा जिससे प्रेषक संचालित होगा। | ||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
* [[वर्तमान स्रोत]] - एक | * [[वर्तमान स्रोत|विद्युत स्रोत]] - एक विद्युत पाश प्रेषक | ||
* [[करंट-टू-वोल्टेज कन्वर्टर]] | * [[करंट-टू-वोल्टेज कन्वर्टर|विद्युत-टू-वोल्टेज कन्वर्टर]] | ||
* हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल | * हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल | ||
* [[नामुर]]{{snd}} जर्मन उद्योग मानक निकाय 4–20 mA के लिए दोष स्तरों को परिभाषित करता है | * [[नामुर]]{{snd}} जर्मन उद्योग मानक निकाय 4–20 mA के लिए दोष स्तरों को परिभाषित करता है | ||
Revision as of 11:51, 22 March 2023
विद्युत संकेत (विद्युत इंजीनियरिंग) मे समधर्मी विद्युत धारा परिपथ का उपयोग किया जाता है, जहां उपकरण को विद्युत चालक की जोड़ी पर दूर से निरीक्षण या नियंत्रित किया जाता है। किसी भी समय केवल एक विद्युत स्तर मौजूद हो सकता है।
विद्युत धारा परिपथ का प्रमुख अनुप्रयोग प्रक्रिया नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए उद्योग तथ्यतः (डी फैक्टो) 4–20 mA विद्युत धारा परिपथ है, जहां वे बड़े पैमाने पर प्रक्रिया मापयंत्रण से पीआईडी नियंत्रकों, एससीएडीए प्रणाली और प्रोग्रैमेबल लाजिक कंट्रोलर (पीएलसी) तक संकेत ले जाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। उनका पीआईडी नियंत्रक प्रक्षेपण को मॉड्यूलेटिंग फील्ड उपकरणों जैसे नियंत्रक वाल्व में प्रसारित करने के लिए भी किया जाता है। इन छोरों में सरलता और रव प्रतिरोधक क्षमता के फायदे हैं, और बड़ा अंतरराष्ट्रीय उपयोगकर्ता और उपकरण आपूर्तिकर्ता आधार है। कुछ 4–20 mA क्षेत्र उपकरणों को विद्युत धारा परिपथ द्वारा ही संचालित किया जा सकता है, जिससे अलग बिजली आपूर्ति की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, और स्मार्ट हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल क्षेत्र उपकरणों और नियंत्रकों के बीच संचार के लिए परिपथ का उपयोग करता है। स्वचालन प्रोटोकॉल की विभिन्न सूची समधर्मी विद्युत धारा परिपथ को बदल सकती है, लेकिन 4–20 mA अभी भी प्रमुख औद्योगिक मानक है।
प्रक्रिया नियंत्रण 4–20 mA परिपथ
औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण में, समधर्मी संकेत 4–20 mA विद्युत धारा परिपथ आमतौर पर विद्युत संकेत के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिसमें 4 और 20 mA के दो मान माप या नियंत्रण की सीमा के 0–100% का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन परिपथ का उपयोग क्षेत्र उपकरण से संवेदक की जानकारी ले जाने और वाल्व जैसे मॉड्यूलेटिंग उपकरणों की प्रक्रिया में नियंत्रण संकेतों को ले जाने के लिए किया जाता है।
विद्युत धारा परिपथ के प्रमुख लाभ हैं:
- परिपथ अक्सर नियंत्रक द्वारा आपूर्ति की गई विद्युत् के साथ, रिमोट उपकरण को पावर कर सकता है, इस प्रकार पावर केबलिंग की आवश्यकता को दूर करता है। कई उपकरण निर्माता 4–20 mA संवेदक का उत्पादन करते हैं जो परिपथ संचालित होते हैं।
- 4 mA का लाइव या उत्थित शून्य क्षेत्र प्रेषक से बिना किसी प्रक्रिया संकेत प्रक्षेपण के भी उपकरण को पावर देने की अनुमति देता है।
- अंतरायोजी वायरिंग में वोल्टेज घटाव से संकेत की सटीकता प्रभावित नहीं होती है।
- इसमें उच्च रव प्रतिरक्षा है क्योंकि यह कम प्रतिबाधा परिपथ है जो आमतौर पर व्यवर्तित युग्म विद्युत चालक के माध्यम से होता है।
- यह स्व-निरीक्षण है; 3.8 mA से कम या 20.5 mA से अधिक की धाराएं खराबी का संकेत देने के लिए ली जाती हैं।[1]
- इसे उपयोग किए गए वोल्टेज के प्रतिरोध की सीमा तक लंबे केबलों पर ले जाया जा सकता है।
- इनलाइन डिस्प्ले को परिपथ द्वारा डाला और संचालित किया जा सकता है, जब तक कि कुल स्वीकार्य परिपथ प्रतिरोध पार नहीं हो जाता है ।
- प्रतिरोधक का उपयोग करके वोल्टेज में आसान रूपांतरण किया जाता है।
- परिपथ पावर्ड I टू P (दबाव के लिए विद्युत) परिवर्तक नियंत्रण वाल्व के लिए 4–20 mA संकेत को 3–15 psi न्यूमैटिक प्रक्षेपण में बदल सकते हैं, जिससे मौजूदा न्यूमैटिक प्लांट में 4–20 mA संकेत आसानी से समाहित हो सकते हैं।
क्षेत्र उपकरण मापन में दबाव, तापमान, स्तर, आयतनमितीय प्रवाह दर, पीएच या अन्य प्रक्रिया चर शामिल हैं। वाल्व स्थापक या अन्य प्रक्षेपण संचालक को नियंत्रित करने के लिए विद्युत धारा परिपथ का भी उपयोग किया जा सकता है। चूंकि उपकरणों के निविष्ट टर्मिनलों में चेसिस ग्राउंड (पृथ्वी) से बंधे विद्युत धारा परिपथ निविष्ट एकपक्षीय हो सकता है, श्रृंखला में कई उपकरणों को जोड़ने पर समधर्मी आइसोलेटर्स की आवश्यकता हो सकती है।
विद्युत मान और प्रक्रिया चर माप के बीच संबंध अंशांकन द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो 4 और 20 mA के बीच की अवधि के लिए इंजीनियरिंग इकाइयों की विभिन्न श्रेणियों को निर्दिष्ट करता है। इंजीनियरिंग इकाइयों और विद्युत के बीच मैपिंग को उल्टा किया जा सकता है, ताकि 4 mA अधिकतम और 20 mA न्यूनतम का प्रतिनिधित्व करे।
सक्रिय और निष्क्रिय उपकरण
परिपथ के लिए विद्युत के स्रोत के आधार पर, उपकरणों को सक्रिय (आपूर्ति या सोर्सिंग पावर) या निष्क्रिय (परिपथ पावर पर निर्भर या सिंकिंग) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सूची अभिलेखी दबाव प्रेषक को परिपथ पावर प्रदान कर सकता है। दबाव प्रेषक स्ट्रिप सूची अभिलेखी को संकेत भेजने के लिए परिपथ पर विद्युत को नियंत्रित करता है, लेकिन अपने आप में परिपथ को बिजली की आपूर्ति नहीं करता है और इसलिए यह निष्क्रिय है। दूसरे परिपथ में दो निष्क्रीय सूची अभिलेखी, निष्क्रीय दबाव प्रेषक और 24 V बैटरी हो सकती है। (बैटरी सक्रिय उपकरण है)। ध्यान दें कि 4-तार वाले उपकरण में विद्युत धारा परिपथ से अलग बिजली आपूर्ति निविष्ट होता है।
पैनल माउंट डिस्प्ले और सूची अभिलेखी को आमतौर पर 'इंडिकेटर उपकरण' या 'प्रक्रिया निरीक्षण' कहा जाता है। कई निष्क्रिय सूचक उपकरण श्रृंखला में जुड़े हो सकते हैं, लेकिन एक परिपथ में केवल एक प्रेषक उपकरण और केवल एक विद्युत् स्रोत (सक्रिय उपकरण) होना चाहिए।
समधर्मी नियंत्रण संकेतों का विकास
4–20 mA सम्मेलन का जन्म 1950 के दशक में पहले के अत्यधिक सफल 3–15 वायवीय नियंत्रण संकेत मानक से हुआ था, जब इलेक्ट्रॉनिक्स पुराने मानक का विद्युत रूप से अनुकरण करने के लिए सस्ते और विश्वसनीय हो गए थे। 3–15 psi मानक में कुछ रिमोट उपकरणों को पावर देने में सक्षम होने की समान विशेषताएं थीं, और एक लाइव शून्य था। हालांकि 4–20 mA मानक उस समय विकसित किए जा रहे इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों के लिए बेहतर अनुकूल था।
संक्रमण धीरे-धीरे हुआ और 3–15 साई उपकरणों के विशाल स्थापित आधार के कारण 21वीं सदी में विस्तारित हो गया। मोटर चालित वाल्वों पर वायवीय वाल्वों के संचालन में कई लागत और विश्वसनीयता के फायदे हैं, वायवीय सक्रियण अभी भी एक उद्योग मानक है। हाइब्रिड प्रणाली के निर्माण की अनुमति देने के लिए, जहां नियंत्रक द्वारा 4–20 mA उत्पन्न किया जाता है, लेकिन वायवीय वाल्वों के उपयोग की अनुमति देता है, विद्युत से दबाव (I से P) परिवर्तक की एक सीमा निर्माताओं से उपलब्ध है। ये आमतौर पर नियंत्रण वाल्व के लिए स्थानीय होते हैं और 4–20 mA को 3–15 psi (या 0.2–1.0 बार) में बदलते हैं। यह संकेत तब वाल्व एक्चुएटर या अधिक सामान्यतः, एक वायवीय पॉजिशनर को खिलाया जाता है। पोजिशनर एक समर्पित नियंत्रक है जिसका एक्चुएटर आंदोलन के लिए एक यांत्रिक संबंध है। यह सुनिश्चित करता है कि घर्षण की समस्या दूर हो जाती है और वाल्व नियंत्रण तत्व वांछित स्थिति में चला जाता है। यह वाल्व एक्चुएशन के लिए उच्च वायु दबावों के उपयोग की भी अनुमति देता है।
सस्ते औद्योगिक माइक्रो-प्रोसेसर के विकास के साथ, स्मार्ट वाल्व पोजिशनर्स 1980 के दशक के मध्य से उपलब्ध हो गए हैं और नए प्रतिष्ठानों के लिए बहुत लोकप्रिय हैं। इनमें I से P कन्वर्टर, साथ ही वाल्व की स्थिति और स्थिति की निरीक्षण शामिल है। इन बाद वाले को हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल जैसे प्रोटोकॉल का उपयोग करके नियंत्रक को विद्युत धारा परिपथ पर वापस खिलाया जाता है।
लॉन्ग परिपथ
स्थानीय टेलीफोन कंपनी से पट्टे पर टेलीफोन केबलों में सूखे जोड़े द्वारा ऐतिहासिक रूप से कभी-कभी समधर्मी विद्युत धारा परिपथ को इमारतों के बीच ले जाया जाता था। समधर्मी टेलीफोनी के दिनों में 4–20 mA परिपथ अधिक सामान्य थे। इन सर्किटों को एंड-टू-एंड डायरेक्ट विद्युत (DC) निरंतरता की आवश्यकता होती है, और जब तक कि एक समर्पित तार जोड़ी को हार्डवायर नहीं किया जाता है, सेमीकंडक्टर स्विचिंग की शुरुआत के साथ उनका उपयोग बंद हो जाता है। डीसी निरंतरता एक माइक्रोवेव रेडियो, ऑप्टिकल फाइबर, या एक मल्टीप्लेक्स टेलीफोन परिपथ कनेक्शन पर उपलब्ध नहीं है। बेसिक डीसी परिपथ सिद्धांत से पता चलता है कि लाइन के साथ विद्युत समान है। 4–20 mA परिपथ देखना आम बात थी जिसमें मीलों में परिपथ की लंबाई थी या टेलीफ़ोन केबल जोड़े पर काम करने वाले परिपथ जो दस हज़ार फीट से लेकर अंत तक लंबे थे। इस तकनीक का उपयोग करने वाले अभी भी पुराने प्रणाली मौजूद हैं। बेल प्रणाली परिपथ में, 125 VDC तक के वोल्टेज लगाए गए थे।
असतत नियंत्रण
असतत नियंत्रण कार्यों को एक परिपथ पर भेजे गए विद्युत के असतत स्तरों द्वारा दर्शाया जा सकता है। यह कई नियंत्रण कार्यों को एक जोड़ी तारों पर संचालित करने की अनुमति देगा। किसी विशिष्ट कार्य के लिए आवश्यक धाराएँ एक अनुप्रयोग या निर्माता से दूसरे में भिन्न होती हैं। कोई विशिष्ट धारा नहीं है जो एक ही अर्थ से बंधी हो। यह लगभग सार्वभौमिक है कि 0 mA इंगित करता है कि परिपथ विफल हो गया है। आग के अलार्म के मामले में, 6 mA सामान्य हो सकता है, 15 mA का मतलब हो सकता है कि आग का पता चल गया है, और 0 mA एक मुसीबत का संकेत देगा, जो निरीक्षण साइट को बताएगा कि अलार्म परिपथ विफल हो गया है। कुछ उपकरण, जैसे कि दो-तरफ़ा रेडियो रिमोट नियंत्रण कंसोल, धाराओं की ध्रुवीयता को उलट सकते हैं और डीसी विद्युत पर ऑडियो को मल्टीप्लेक्स कर सकते हैं।
इन उपकरणों को किसी भी रिमोट नियंत्रण के लिए नियोजित किया जा सकता है जिसकी एक डिजाइनर कल्पना कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक विद्युत धारा परिपथ एक निकासी सायरन (नोइज़मेकर) को सक्रिय कर सकता है या यातायात संकेत को आदेश दे सकता है।
दो तरफा रेडियो का प्रयोग
विद्युत धारा परिपथ परिपथ दूर के स्थलों पर रेडियो बेस स्टेशनों को नियंत्रित करने का एक संभावित तरीका है। दो तरफा रेडियो उद्योग इस प्रकार के रिमोट नियंत्रण को डीसी रिमोट कहता है। यह नाम नियंत्रण बिंदु और रेडियो बेस स्टेशन के बीच डीसी परिपथ निरंतरता की आवश्यकता से आता है। एक मौजूदा परिपथ रिमोट नियंत्रण ऑपरेटिंग बिंदु और रेडियो ट्रांसीवर के बीच तारों के अतिरिक्त जोड़े की लागत बचाता है। कुछ उपकरण, जैसे Motorola MSF-5000 बेस स्टेशन, कुछ कार्यों के लिए 4 mA से नीचे की धाराओं का उपयोग करते हैं। एक वैकल्पिक प्रकार, टोन रिमोट, अधिक जटिल है लेकिन नियंत्रण बिंदु और बेस स्टेशन के बीच केवल एक ऑडियो पथ की आवश्यकता होती है।[2]
उदाहरण के लिए, एक टैक्सी केब डिस्पैचर बेस स्टेशन आठ मंजिला इमारत की छत पर भौतिक रूप से स्थित हो सकता है। टैक्सी कंपनी का कार्यालय पास की किसी दूसरी इमारत के बेसमेंट में हो सकता है। कार्यालय में एक रिमोट नियंत्रण यूनिट होगी जो विद्युत धारा परिपथ परिपथ पर टैक्सी कंपनी बेस स्टेशन संचालित करेगी। परिपथ आमतौर पर एक टेलीफोन लाइन या इसी तरह की वायरिंग पर होगा। नियंत्रण फंक्शन धाराएं परिपथ के प्रेषण कार्यालय के अंत में रिमोट नियंत्रण कंसोल से आती हैं। दो-तरफ़ा रेडियो उपयोग में, एक निष्क्रिय परिपथ में सामान्य रूप से कोई विद्युत मौजूद नहीं होगा।
दो-तरफ़ा रेडियो उपयोग में, रेडियो निर्माता विशिष्ट कार्यों के लिए विभिन्न धाराओं का उपयोग करते हैं। एकल परिपथ पर अधिक संभावित कार्य प्राप्त करने के लिए ध्रुवीयताएं बदली जाती हैं। उदाहरण के लिए, एक संभावित योजना की कल्पना करें जहां इन धाराओं की उपस्थिति से बेस स्टेशन की स्थिति बदल जाती है:
- कोई विद्युत साधन चैनल 1 पर प्राप्त नहीं होता है, (डिफ़ॉल्ट)।
- +6 mA का मतलब चैनल 1 पर प्रसारण हो सकता है
- -6 mA का मतलब हो सकता है कि रिसीव मोड में रहें लेकिन चैनल 2 पर स्विच करें। जब तक -6 mA विद्युत मौजूद रहेगा, रिमोट बेस स्टेशन चैनल 2 पर रिसीव करना जारी रखेगा।
- -12 mA बेस स्टेशन को चैनल 2 पर प्रसारित करने का आदेश दे सकता है।
यह परिपथ ध्रुवता-संवेदनशील है। यदि एक टेलीफोन कंपनी केबल स्प्लिसर गलती से कंडक्टरों को उलट देता है, तो चैनल 2 का चयन करने से प्रेषक लॉक हो जाएगा।
परिपथ के दूसरे छोर पर प्रत्येक मौजूदा स्तर संपर्कों का एक सेट बंद कर सकता है, या ठोस-राज्य तर्क संचालित कर सकता है। उस संपर्क के बंद होने से नियंत्रित उपकरण पर स्थिति बदल गई। कुछ रिमोट नियंत्रण उपकरण में निर्माताओं के बीच संगतता की अनुमति देने के लिए विकल्प सेट हो सकते हैं। यानी, एक बेस स्टेशन जिसे +18 mA विद्युत के साथ प्रसारित करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया था, उसके विकल्प (बजाय) इसे +6 mA मौजूद होने पर प्रसारित करने के लिए बदल सकते थे।
दो-तरफ़ा रेडियो उपयोग में, परिपथ जोड़ी पर एसी संकेत भी मौजूद थे। यदि बेस स्टेशन निष्क्रिय था, तो प्राप्त ऑडियो को बेस स्टेशन से प्रेषण कार्यालय तक लाइन पर भेजा जाएगा। प्रसारित कमांड विद्युत की उपस्थिति में, रिमोट नियंत्रण कंसोल ऑडियो को प्रसारित करने के लिए भेजेगा। प्रेषण कार्यालय में उपयोगकर्ता की आवाज को संशोधित किया जाएगा और डीसी विद्युत पर आरोपित किया जाएगा जिससे प्रेषक संचालित होगा।
यह भी देखें
- विद्युत स्रोत - एक विद्युत पाश प्रेषक
- विद्युत-टू-वोल्टेज कन्वर्टर
- हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर प्रोटोकॉल
- नामुर – जर्मन उद्योग मानक निकाय 4–20 mA के लिए दोष स्तरों को परिभाषित करता है
- गरमा और इंस्ट्रूमेंटेशन आरेख – नियंत्रण योजना और संबद्ध पाइपिंग और पोत देता है।
संदर्भ
- ↑ NAMUR standard NE 043 "Standardisation of the Signal Level for the Failure Information of Digital Transmitters"
- ↑ US 6950653 "Scanning tone remote adapter for land-mobile radio dispatch for use with dispersed dispatch stations" (The patent does not describe this tone remote but confirms the use of the phrase to describe this system of signaling.)
अग्रिम पठन
- Lipták, Béla G. Instrumentation Engineers' Handbook. Process Measurement and Analysis. CRC Press. 2003. HB. ISBN 0-8493-1083-0
