एक फेज विद्युत नियंत्रक को ABB RS श्रृंखला नियंत्रक से प्रतिस्थापित करने पर कौन सी समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं

I. परिचय

औद्योगिक स्थलों पर ABB RS श्रृंखला एकल-चरण वोल्टेज रेगुलेटर को एकल-चरण वोल्टेज रेगुलेटर से प्रतिस्थापित करने में कई मुख्य कठिनाइयाँ होती हैं, जैसे तकनीकी पैरामीटरों का असंगति, नियंत्रण इंटरफ़ेस का असंगति, जटिल प्रणाली एकीकरण और सुरक्षा मानकों का पालन। यदि इन समस्याओं को उचित रूप से संभाला नहीं जाता, तो प्रणाली ठीक से काम नहीं कर सकती, अस्थिर रूप से संचालित हो सकती है या यहाँ तक कि सुरक्षा खतरे भी पैदा हो सकते हैं। ABB में 10 वर्षों तक काम करने के बाद, मैं इन उपकरणों से बहुत परिचित हूँ। निम्नलिखित में तकनीकी पैरामीटरों, नियंत्रण इंटरफ़ेस, प्रणाली एकीकरण और सुरक्षा मानकों के पहलुओं से प्रतिस्थापन के दौरान उत्पन्न समस्याओं का विश्लेषण और कुछ समाधान प्रदान किए जाएंगे।

II. तकनीकी पैरामीटरों की असंगति की समस्याएँ

एकल-चरण वोल्टेज रेगुलेटर और ABB RS श्रृंखला रेगुलेटर के बीच महत्वपूर्ण पैरामीटरों में काफी अंतर होता है, जो प्रतिस्थापन के दौरान हल की जाने वाली पहली समस्या है। औद्योगिक ग्रेड उपकरणों के रूप में, ABB RS श्रृंखला रेगुलेटर बड़ी शक्ति क्षमता, उच्च नियंत्रण सटीकता और व्यापक इनपुट-आउटपुट रेंज के साथ होते हैं। ABB वोल्टेज रेगुलेटर के उदाहरण के लिए, यह फेज-शिफ्ट नियंत्रण का उपयोग करता है, जिसकी नियंत्रण रिझोल्यूशन 0.1° फेज कोण तक हो सकती है, जबकि सामान्य एकल-चरण वोल्टेज रेगुलेटर ऐसी उच्च सटीकता का सामना नहीं करते।

(1) निर्धारित वोल्टेज और आउटपुट रेंज का अंतर

ABB RS श्रृंखला 180 - 260V तक व्यापक इनपुट वोल्टेज (जैसे) और 0 - 250V तक अधिक लचीला आउटपुट नियंत्रण (जैसे) का समर्थन कर सकती है। सामान्य रेगुलेटर अपनी यांत्रिक संरचना या नियंत्रण विधियों के कारण इस प्रभाव को प्राप्त करने में कठिनाई अनुभव करते हैं। यदि नया उपकरण मूल प्रणाली की वोल्टेज नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाता, तो उच्च नियंत्रण सटीकता आवश्यकताओं वाले परिदृश्यों में यह बहुत परेशानी का कारण बन सकता है।

(2) शक्ति क्षमता की असंगति

ABB औद्योगिक-ग्रेड रेगुलेटर 3 - 30kVA (सामान्य) तक उच्च-शक्ति लोडों का संभाल सकते हैं, जबकि सामान्य एकल-चरण रेगुलेटर की शक्ति क्षमता बहुत कम (0.2 - 10kVA) हो सकती है। यदि नए उपकरण की शक्ति अपर्याप्त है, तो यह ओवरलोड, अत्यधिक ताप वृद्धि, या यहाँ तक कि सीधे नुकसान के लिए प्रवण होता है। इसके अलावा, ABB वोल्टेज रेगुलेटरों का ताप निकासी डिजाइन अधिक उन्नत होता है, जो उच्च-क्षमता ताप निकासी और कम-शोर, लंबी उम्र के पंखों का उपयोग करता है, और समान आयतन में ताप निकासी की क्षमता 30% तक बढ़ाई जा सकती है, जिसका सामान्य रेगुलेटरों में नहीं होता।

(3) नियंत्रण विधियों का अंतर

ABB RS श्रृंखला डिजिटल नियंत्रण प्रौद्योगिकी का उपयोग कर सकती है, जो सॉफ्ट स्टार्ट/सॉफ्ट शटडाउन का समर्थन करती है, और नियंत्रण प्रक्रिया चालक और सटीक होती है; सामान्य रेगुलेटर मेकानिकल या सरल एनालॉग नियंत्रण का उपयोग कर सकते हैं, जो नियंत्रण अत्यधिक चालक नहीं होता, जो प्रणाली की प्रतिक्रिया गति और नियंत्रण सटीकता को कम कर देता है।

III. नियंत्रण इंटरफ़ेस संगतता की चुनौतियाँ

नियंत्रण इंटरफ़ेस संगतता दूसरी मुख्य कठिनाई है, जो मुख्य रूप से संचार प्रोटोकॉल, सिग्नल प्रकार और सिग्नल फॉर्मेट के पहलुओं में होती है। ABB औद्योगिक उपकरण आमतौर पर मानकीकृत संचार प्रोटोकॉल जैसे Modbus RTU या Profibus DP का उपयोग करते हैं, जबकि सामान्य एकल-चरण वोल्टेज रेगुलेटर केवल सरल एनालॉग सिग्नल इनपुट या मेकानिकल नियंत्रण का समर्थन कर सकते हैं।

(1) संचार प्रोटोकॉल की असंगति

ABB RS श्रृंखला RS485 इंटरफ़ेस के माध्यम से Modbus RTU प्रोटोकॉल का समर्थन कर सकती है ताकि PLCs या ऊपरी कंप्यूटरों के साथ डेटा एक्सचेंज किया जा सके। उदाहरण के लिए, ABB फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर (जैसे ACS355 और ACS580 श्रृंखला) में मानक रूप से Modbus RTU संचार कार्यक्षमता होती है, और सामान्य एकल-रजिस्टर और बहु-रजिस्टर फंक्शन कोड का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, सामान्य एकल-चरण वोल्टेज रेगुलेटर केवल 0 - 10V या 4 - 20mA जैसे एनालॉग इनपुट का समर्थन कर सकते हैं।

(2) सिग्नल प्रकार का टकराव

यदि मूल ABB उपकरण 4 - 20mA विद्युत धारा सिग्नल का उपयोग आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए करता है, और नया उपकरण केवल 0 - 10V वोल्टेज सिग्नल को पहचानता है, तो एक सिग्नल कनवर्टर मॉड्यूल जोड़ना आवश्यक होगा; अन्यथा, नियंत्रण सिग्नल सही रूप से प्रसारित नहीं होगा, और प्रणाली का नियंत्रण प्रदर्शन प्रभावित होगा।

(3) सिग्नल फॉर्मेट का अंतर

ABB उपकरणों के संचार पैरामीटरों में विशिष्ट सेटिंग्स होती हैं, जैसे 9600 बॉड दर, कोई पैरिटी, 8-बिट डेटा बिट, 1-बिट स्टॉप बिट, और एक विशिष्ट CRC जाँच विधि। यदि नए उपकरण के पैरामीटर या डेटा फॉर्मेट अलग हैं, तो संचार विफल हो सकता है और डेटा पार्सिंग भी गलत हो सकती है। उदाहरण के लिए, जब ABB रोबोट Modbus RTU का उपयोग करता है, तो 232 सीरियल पोर्ट के साथ क्रॉस-वायरिंग करना आवश्यक होता है और फंक्शन कोड (0x03 बहु-रजिस्टर पढ़ने के लिए, 0x10 बहु-रजिस्टर लिखने के लिए) और डेटा फ्रेम फॉर्मेट का अनुसरण करना आवश्यक होता है। इसके अलावा, ABB उपकरण बंद-लूप नियंत्रण और वेक्टर नियंत्रण जैसी विशिष्ट रणनीतियों का समर्थन कर सकते हैं, जबकि सामान्य रेगुलेटर केवल खुले-लूप नियंत्रण का समर्थन कर सकते हैं। प्रणाली की प्रतिक्रिया विशेषताओं में परिवर्तन पूरे नियंत्रण प्रदर्शन पर भी प्रभाव डालेगा।

IV. प्रणाली एकीकरण का प्रभाव का विश्लेषण

प्रणाली एकीकरण को समग्र रूप से देखा जाना चाहिए, जिसमें मौजूदा PLC/HMI के साथ इंटरक्शन और नियंत्रण रणनीतियों का समायोजन शामिल है। ABB औद्योगिक उपकरण ऑटोमेशन नियंत्रण प्रणाली के साथ गहराई से एकीकृत होते हैं, और नियंत्रक को सीधे प्रतिस्थापित करने से समस्याएँ हो सकती हैं जो पूरे नियंत्रण प्रभाव को प्रभावित कर सकती हैं।

(1) PLC संचार की अनुकूलता समस्या

यदि मूल ABB उपकरण Modbus RTU या Profibus DP प्रोटोकॉल के माध्यम से PLC के साथ संचार करता है, और नया उपकरण केवल एनालॉग इंटरफ़ेस का समर्थन करता है, तो PLC संचार मॉड्यूल को फिर से कॉन्फिगर करना या एक प्रोटोकॉल कनवर्टर जोड़ना आवश्यक होगा। उदाहरण के लिए, ABB फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर FMBA-01 एडाप्टर के माध्यम से Modbus RTU संचार और FPBA-01 एडाप्टर के माध्यम से Profibus DP संचार को संभालता है। यदि नया उपकरण इन प्रोटोकॉलों का समर्थन नहीं करता, तो अतिरिक्त अनुकूलन या संचार आर्किटेक्चर का फिर से डिजाइन करना आवश्यक होगा।

(2) HMI इंटरफ़ेस की संगतता

मूल प्रणाली HMI ABB-विशिष्ट प्रोटोकॉल ड्राइवरों, जैसे ControlST V07.00.00C और उच्च संस्करणों पर आधारित हो सकती है। यदि नया उपकरण प्रोटोकॉल संगत नहीं है, तो HMI इंटरक्शन लॉजिक को फिर से विकसित करना या OPC UA जैसे मिडवेयर का उपयोग करना आवश्यक होगा, और उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस को फिर से डिजाइन करना होगा, जिससे प्रणाली अपग्रेड की लागत बढ़ जाएगी।

(3) नियंत्रण रणनीतियों का समायोजन की आवश्यकता

मूल ABB उपकरण बंद-लूप नियंत्रण, वेक्टर नियंत्रण, और डायरेक्ट टोक नियंत्रण जैसी उन्नत एल्गोरिदमों का उपयोग कर सकता है, जबकि नया उपकरण केवल खुले-लूप नियंत्रण का समर्थन कर सकता है। प्रणाली की प्रतिक्रिया विशेषताओं में परिवर्तन PID पैरामीटरों का फिर से डिजाइन करने या बाहरी प्रतिक्रिया मॉड्यूल जोड़ने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, ABB फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर V/f समन्वय नियंत्रण, स्लिप फ्रीक्वेंसी नियंत्रण, और वेक्टर नियंत्रण जैसी बहुत सारी नियंत्रण विधियों का समर्थन करता है, जबकि सामान्य एकल-चरण वोल्टेज रेगुलेटर केवल सरल फेज नियंत्रण का समर्थन कर सकते हैं। इसके अलावा, नियंत्रण रणनीतियों में अंतर प्रणाली की दोलन और प्रतिक्रिया देरी का कारण बन सकता है। प्रतिस्थापन के बाद, बंद-लूप परीक्षण और पैरामीटर समायोजन किया जाना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, जब ABB रोबोट Modbus RTU के माध्यम से संचार करता है, तो डेटा की संक्रिया और सटीकता को सुनिश्चित करना आवश्यक है ताकि संचार देरी से नियंत्रण समस्याएँ न उत्पन्न हों।

V. सुरक्षा मानक और पालन की समस्याएँ

सुरक्षा मानक और पालन को गंभीरता से अनुसरण किया जाना चाहिए। औद्योगिक-ग्रेड विद्युत उपकरणों को अधिक कठोर सुरक्षा मानक और प्रमाणिकताओं का पालन करना चाहिए ताकि प्रणाली का विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित किया जा सके।

(1) CE प्रमाणिकता की संगतता

ABB औद्योगिक उपकरण आमतौर पर CE-LVD (Low Voltage Directive, EN 60950-1), CE-EMC (Electromagnetic Compatibility, EN 55014-1/2), और RoHS III (Restriction of Hazardous Substances) जैसे मानकों का पालन करते हैं। उदाहरण के लिए, ABB TruONE ऑटोमैटिक ट्रांसफर स्विच CE मानक का पालन करता है और उद्योग सुरक्षा का एक बेंचमार्क सेट करता है। यदि नया उपकरण केवल घरेलू मानकों (जैसे EN 60335-1) का पालन करता है, तो यह औद्योगिक परिदृश्यों के CE आवश्यकताओं को पूरा नहीं करेगा।

(2) विद्युत चुंबकीय संगतता की समस्याएँ

औद्योगिक परिवेश में शक्तिशाली विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप होता है। ABB उपकरण निगरानी के लिए विशिष्ट EMC परीक्षण (जैसे EN 55014-2 अवरोधन परीक्षण) से गुजर चुके होते हैं और कठोर परिस्थितियों में स्थिर रूप से संचालित हो सकते हैं। यदि नया उपकरण की EMC प्रदर्शन उचित नहीं है, तो यह प्रणाली की शोर और संचार विफलता का कारण बन सकता है, जो समग्र विश्वसनीयता पर प्रभाव डाल सकता है।

(3) सामग्री और पर्यावरणीय आवश्यकताएँ

RoHS III ने DEHP, BBP, DBP,