What is Instrumentation? और जानिए Process Variables क्या होते हैं

Instrumentation एक ऐसा field है जो industry की धड़कन को संभालता है।

सीधे शब्दों में कहें तो Instrumentation एक engineering की branch है जो process industry में temperature, pressure, level, flow जैसे process variables को measure, monitor और control करने का काम करती है। ये सारी चीज़ें किसी भी plant को smoothly और safely चलाने के लिए बहुत ज़रूरी होती हैं।

अब आप जरा सोचो, कोई power plant या oil refinery हो, अगर वहां temperature बहुत ज़्यादा बढ़ जाए या pressure limit के बाहर चला जाए, तो बहुत बड़ा हादसा हो सकता है। वहीं instrumentation technician ये सब monitor करता है और systems को safe रखता है।

निचे दिए गए diagram में दिखाया गया है कि कैसे crude oil को refinery में process करके अलग-अलग useful products में बदला जाता है — जैसे petrol, diesel, kerosene, naptha वगैरह। चलो अब इसे step by step समझते हैं, जिससे आपको ये पता चल जायेगा के refinery में process कैसे होता है उसके बाद process variable को समझते हे.

Refinery एक ऐसी जगह है जहां कच्चा तेल यानी crude oil को अलग-अलग useful products में बदला जाता है — जैसे petrol, diesel, kerosene, LPG, naptha, और gasoline.

तो चलो अब step by step समझते हैं।

Crude Oil – Refinery की शुरुआत

सबसे पहले refinery में crude oil आता है — ये कच्चा तेल होता है जो जमीन से निकाला गया होता है। इसमें कोई काम का use directly नहीं होता क्योंकि ये बहुत सारे chemicals और impurities का mixture होता है। इसलिए इसे refine करना ज़रूरी होता है।

Heating & Distillation – Process की जान

Crude oil को refinery में एक बहुत बड़े heater या furnace में भेजा जाता है, जहाँ इसे करीब 350°C से ऊपर तक heat किया जाता है। गर्म करने का reason होता है कि crude oil में जो भी components हैं, वो vapour (भाप) बन जाएं।

अब इस vapour को distillation column नाम की बड़ी vertical tower में भेजा जाता है।

Distillation Column – Separation

Distillation column के अंदर temperature ऊपर जाते-जाते कम होता है। सबसे भारी molecules (जैसे bitumen) नीचे settle हो जाते हैं और हल्के वाले (जैसे petrol, LPG) ऊपर की तरफ चले जाते हैं।

यहाँ से जो जो product निकलते हैं:

• LPG – सबसे हल्का, cooking gas में use होता है
• Petrol (Gasoline) – गाड़ियों में use होता है
• Kerosene – jet fuel और rural lighting में काम आता है
• Diesel – ट्रक, बस, heavy machines में use
• Naptha – chemical industry में raw material
• Bitumen – रोड बनाने के लिए use होता है

हर product एक अलग tray से collect किया जाता है।

इस तरह crude oil से petrol और diesel जैसे useful products बनते हैं। लेकिन ये पूरा process अपने आप नहीं चलता — इसे control और monitor करने के लिए instrumentation field का बहुत बड़ा रोल होता है।

Refinery में temperature, pressure, level, और flow जैसे कई parameters को सही range में बनाए रखना पड़ता है — और इसके लिए field में लगाए जाते हैं sensors, transmitters, control valves, और पूरा system operate होता है DCS (Distributed Control System) से।

हर process को scientific तरीके से चलाया जाता है, लेकिन समझना इतना भी मुश्किल नहीं — खासकर जब आप instrumentation field में हो। Instrumentation Technician के तौर पर हम लोग ground level पर यही चीजें संभालते हैं।

अब चलो आगे समझते हैं कि ये process variables क्या होते हैं, और ये कैसे refinery जैसे plant की जान होते हैं।

Process Variables क्या होते हैं?

जब भी किसी refinery में कोई बड़ा process चल रहा होता है — जैसे crude oil refine करना, steam बनाना या chemical process करना — तो उस process को सही तरीके से चलाने के लिए हमें कुछ चीज़ों को लगातार measure और monitor करना पड़ता है।

इन जरूरी चीजों को ही हम कहते हैं Process Variables.

4 Main Process Variables:

1. Pressure instrumentation
   
2. Level instrumentation
   
3. Flow instrumentation
   
4. Temperature instrumentation
   

अब नीचे दिए गए image से हम एक-एक Process Variable को समझते हैं कि इनका काम क्या होता है, और ये industrial process में क्यों जरूरी होते हैं

Pressure instrumentation

मान लो एक pipeline है जिसमें gas या steam flow हो रही है, और उस pipeline पर एक Pressure Transmitter (PT) लगाया गया है। PT का काम होता है pipeline के अंदर का actual pressure continuously measure करना और वो reading control room या DCS तक भेजना।

अब जरा सोचो — इस pipeline में process requirement के हिसाब से 2 kg/cm² pressure होना चाहिए, ताकि सब कुछ smoothly चले। अगर ये pressure ज्यादा हो गया, जैसे 4 या 5 kg तक पहुंच गया — तो pipeline फटने का risk बढ़ जाता है। और कम हो गया तो process सही नहीं चलेगा, flow कम हो जाएगा।

इसलिए Pressure Transmitter बहुत जरूरी होता है – ये real-time pressure बता देता है कि अंदर कितना दबाव है। फिर controller उस data को देखकर final control element, जैसे control valve, को signal भेजता है कि pressure कम करो या बढ़ाओ।

इस तरह PT process को safe, controlled और efficient बनाए रखता है। यही कारण है कि हर critical pipeline पर PT लगाया जाता है — खासकर refinery, chemical plant, और steam lines में।

Level instrumentation

मान लो आप कोई Refinery में काम कर रहे हो और वहाँ एक बड़ा सा diesel storage tank है। इस tank में कितना diesel भरा है, ये जानने के लिए हम tank पर Level Transmitter (LT) लगाते हैं — ताकि continuously level monitor किया जा सके।

अक्सर refinery में DP Type Level Transmitter लगाया जाता है। ये tank के bottom और top में pressure difference को measure करता है। इसी pressure difference से ये calculate करता है कि tank में liquid कितना भरा हुआ है।

माल लो tank की capacity 10 मीटर है और फिलहाल 7 मीटर तक liquid भरा है — तो LT control room को signal देगा कि tank 70% full है।
अगर level बहुत बढ़ गया (overflow) या बहुत कम हो गया (dry run), तो system तुरंत action लेता है — जैसे inlet valve को बंद कर देना या pump off कर देना।

LT refinery process में बहुत critical होता है क्योंकि इससे product की सुरक्षा, flow continuity और storage safety बनी रहती है। हर storage tank, reactor vessel या day tank में LT होना जरूरी होता है।

👉Level Instrument क्या होता है? Units और Types

Flow instrumentation

आप किसी refinery में काम कर रहे हो – वहाँ एक pipeline के ज़रिए crude oil एक process unit तक भेजा जा रहा है। अब सवाल उठता है – उस pipeline से कितना oil जा रहा है? ज़्यादा जा रहा है या कम?

यहीं आता है काम में Flow Transmitter (FT)।

FT को pipeline पर install किया जाता है – अक्सर orifice plate, vortex sensor, या ultrasonic type के ज़रिए। ये transmitter उस pipeline में flow को measure करता है, और एक accurate signal देता है कि कितना fluid flow हो रहा है — जैसे 10 m³/hr या 500 liters/minute.

अगर flow कम या ज़्यादा हो जाए तो यह FIC (Flow Indicating Controller) को signal भेजता है, जिससे control valve खुलता या बंद होता है — ताकि flow process requirement के हिसाब से maintained रहे।

Flow monitoring जरूरी है क्योंकि अगर ज्यादा oil चला गया तो loss हो सकता है, और कम गया तो production slow हो जाएगा। इसलिए FT refinery process का बहुत important हिस्सा है।

Temperature instrumentation

आप Refinery में काम कर रहे हो और वहाँ एक crude oil heater है, जिसमें crude oil को heat किया जाता है ताकि आगे distillation column में भेजा जा सके। अब सवाल है – oil कितना गरम हो रहा है? ज़्यादा गरम हो गया तो equipment damage हो सकता है, कम गरम हुआ तो process बिगड़ जाएगा।

यही जानने के लिए heater की outlet line में Temperature Transmitter (TT) लगाया जाता है।

TT अक्सर RTD या Thermocouple type का होता है – जो temperature sense करता है और एक electrical signal generate करता है। मान लो TT signal दे रहा है कि oil का temperature 370°C है — अगर यह safe limit है तो ठीक, लेकिन अगर 400°C तक चला गया तो controller तुरंत signal भेजेगा और fuel valve को कम कर देगा।

इससे heater का temperature safe level पर आ जाता है।

Temperature control refinery में बहुत important होता है — क्योंकि गलत temperature से explosion, product quality loss, या shutdown हो सकता है। इसलिए TT एक छोटा device होकर भी बहुत critical role निभाता है।

इन Process variables की सही measurement और control से ही production smooth चलता है, quality बनी रहती है, और safety भी बनी रहती है।

FAQ: Process Variables

अगर आपको instrumentation से जुड़ा कोई भी doubt है. तो बिलकुल hesitate मत करना, नीचे comment करो.