રાસાયણિક ઇજનેરીમાં પ્રવિધિ નિયંત્રણ (process control in chemical engineering)

રાસાયણિક ઇજનેરીમાં પ્રવિધિ નિયંત્રણ (process control in chemical engineering) : ભૌતિક પ્રણાલીના પસંદ કરેલા પરિવર્તીઓ(variables)ને બરાબર ગોઠવીને પ્રણાલીને ઇચ્છિત (મનપસંદ) સ્થિતિમાં જાળવી રાખવાની વ્યવસ્થા. રાસાયણિક ઇજનેરીમાં કોઈ પણ પ્લાન્ટમાં દ્રવ્યના વહનનો સમાવેશ થતો હોય છે; દા. ત., દ્રવ્યનું એક પાત્રમાંથી બીજામાં વહેવું, પ્રવાહીનું બુદબુદન (bubbling) અને ઉત્કલન, સ્નિગ્ધ (viscous) દ્રવ્યોનું બહિર્વેધન (extrusion) વગેરે. સામાન્ય રીતે એવું જોવામાં આવે છે કે સમય સાથે કેટલાંક ચાવીરૂપ માપનો થોડી વધઘટ (fluctuations) દર્શાવે છે અને તેને પરિણામે અંતિમ અનુક્રિયા(response)માં મોટાં વિચલનો જોવા મળે છે. આમ સમગ્ર પ્રવિધિ સમય સાથે સતત બદલાતા જતા પ્રાચલોનું ચિત્ર રજૂ કરે છે. આ સ્થિતિ(અવસ્થા)ને ગતિક (dynamic) સ્થિતિ કહે છે અને નિવેશ(નિવિષ્ટ, input)ના ફેરફારોને અનુલક્ષીને ઉપકરણો અથવા પ્રવિધિની અનુક્રિયાને ક્ષણિક (transient) અનુક્રિયા કહે છે.

નિયંત્રિત પ્રાચલનું મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરવા માટે જે તે ગુણધર્મને માપી, તેની ઇચ્છિત (desired) મૂલ્ય સાથે સરખામણી કરી નિયંત્રણ માટે જરૂરી પગલાં લેવામાં આવે છે. આ પ્રવિધિને પુનર્ભરણ (પુનર્નિવેશ, feedback) પ્રણાલી કહે છે.

પ્રવિધિનું નિયંત્રણ અને ઉચ્ચતર સ્વયંસંચાલન (higher automation) તરફ વધતું જતું વલણ પ્લાન્ટ દ્વારા મળતા નફામાં વૃદ્ધિ કરે છે અને માલની ગુણવત્તા એકધારી જાળવી રાખે છે.

નિયંત્રણના હેતુઓ આ પ્રમાણે છે : (i) જ્યારે ભાર-પરિવર્તી(load variable)માં ખલેલ ઊભી થાય ત્યારે નિયંત્રિત, પરિવર્તી/પ્રાચલને જાળવી રાખવો, (ii) પ્લાન્ટમાં કામ કરતા કર્મચારીઓ અને સાધનોની સલામતી, (iii) પર્યાવરણનું પરિરક્ષણ, (iv) પ્લાન્ટનું સરળ પ્રચાલન (operation), (v) પેદાશની એકધારી ગુણવત્તા, (vi) નફાની ઇષ્ટતમ જાળવણી (optimization).

આમાં આ બાબતોનો સમાવેશ થાય છે : (i) રૈખિક-પ્રણાલી-યંત્રશાસ્ત્ર (linear system dynamics), (ii) પુનર્ભરણ-નિયંત્રણ, (iii) પ્રવિધિનું અભિનિર્ધારણ (identification), (iv) સ્થાયિત્વ (stability) : રૂથ અભિલક્ષણ (Routh critorion), બોડે નાયક્વિસ્ટ (Bode Nyquist) પૃથક્કરણ, (v) સમસ્વરણ (tuning) : ઝીગ્લન-નિકોલર, કોહેન અને કૂન, (vi) સોપાની (ક્રમબદ્ધ) નિયંત્રણ, (vii) અગ્ર-નિવેશ (feed forward) નિયંત્રણ, (viii) સમય-વિલંબ પ્રતિકરણ (time delay compensation), (ix) ગુણોત્તર (ratio) નિયંત્રણ, અનુકૂલિની (adaptive) નિયંત્રણ, (x) પ્રતિરૂપ-આધારિત (model based) નિયંત્રણ.

નિયંત્રણ માટે, (i) આનુપાતિકા (proportional) (P), (ii) આનુપાતિક સમાકલ (proportional integral) (PI),

(iii) આનુપાતિક અવિકલ (અભિન્ન) વ્યુત્પન્ન (proportional integral derivative) (PID) પ્રકારનાં નિયંત્રકો વપરાય છે.

હર્ષદ રમણભાઈ પટેલ