আধুনিক প্রসাধনী উৎপাদন শিল্প জটিল ফর্মুলেশন দ্বারা চিহ্নিত, যার মধ্যে প্রায়শই নিউটোনিয়ান তরল পদার্থ থাকে না। এই উপকরণগুলির অন্তর্নিহিত রিওলজিক্যাল আচরণ, যেমন শিয়ার-থিনিং এবং থিক্সোট্রপি, ঐতিহ্যবাহী উৎপাদন পদ্ধতির জন্য উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে, যার ফলে ব্যাচ-টু-ব্যাচ অসঙ্গতি, উচ্চ কাঁচামালের অপচয় এবং পাম্পিং এবং মিশ্রণের মতো গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলিতে কার্যকরী অদক্ষতা দেখা দেয়। প্রচলিত মান নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি, যা প্রতিক্রিয়াশীল, অফ-লাইন সান্দ্রতা পরিমাপের উপর নির্ভর করে, উৎপাদন পরিস্থিতিতে এই তরলগুলির গতিশীল আচরণ ক্যাপচার করার জন্য মৌলিকভাবে অপর্যাপ্ত।
I. প্রসাধনী উৎপাদনে রিওলজি এবং তরল গতিবিদ্যা
প্রসাধনী উৎপাদন একটি সূক্ষ্ম প্রক্রিয়া যেখানে তরল পদার্থের ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনের উপর যেকোনো অর্থপূর্ণ আলোচনার জন্য এই বৈশিষ্ট্যগুলির গভীর ধারণা একটি পূর্বশর্ত। প্রসাধনী পণ্যের তরল গতিবিদ্যা সহজ সম্পর্কের দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় না, যা এগুলিকে জলের মতো নিউটনীয় তরল পদার্থ থেকে মৌলিকভাবে আলাদা করে তোলে।
১.১সান্দ্রতা এবং রিওলজি
সান্দ্রতা হল প্রয়োগকৃত চাপের প্রতি তরলের প্রতিরোধের একটি পরিমাপ। সরল নিউটনীয় তরলের ক্ষেত্রে, এই বৈশিষ্ট্যটি ধ্রুবক এবং একটি একক মান দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে। তবে, প্রসাধনী ফর্মুলেশনগুলি খুব কমই এত সহজ। বেশিরভাগ লোশন, ক্রিম এবং শ্যাম্পুকে নন-নিউটনীয় তরল হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, যার প্রবাহের প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রয়োগের পরিমাণ (শিয়ার) এর সাথে পরিবর্তিত হয়।
এই শিল্পের জন্য রিওলজি হল আরও ব্যাপক এবং অপরিহার্য বিদ্যা। এটি তরল, জেল এবং আধা-কঠিন পদার্থের প্রবাহ এবং বিকৃতির অধ্যয়ন। একটি পণ্য পাম্প করা, মিশ্রিত করা এবং ভরাট করার সময় তার আচরণ পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য একটি একক ডেটা পয়েন্ট যথেষ্ট নয়। একটি পণ্যের রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি এর সংবেদনশীল বৈশিষ্ট্য, প্যাকেজিংয়ের দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা এবং কার্যকরী কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ক্রিমের সান্দ্রতা ত্বকে এর বিস্তারকে নির্দেশ করে এবং একটি শ্যাম্পুর সামঞ্জস্য একজন ভোক্তা বোতল থেকে কতটা পরিমাণে দ্রবণ গ্রহণ করে তা প্রভাবিত করে।
১.২নিউটোনিয়ান নয় এমন তরল পদার্থ এবং তাদের উৎপাদন চ্যালেঞ্জ
প্রসাধনী উৎপাদনের জটিলতা জড়িত তরলগুলির বিভিন্ন রিওলজিক্যাল আচরণের কারণে উদ্ভূত হয়। অন্তর্নিহিত উৎপাদন চ্যালেঞ্জ মোকাবেলার জন্য এই আচরণগুলি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।
সিউডোপ্লাস্টিসিটি (শিয়ার-থিনিং):এটি একটি সময়-স্বাধীন বৈশিষ্ট্য যেখানে শিয়ার রেট বৃদ্ধির সাথে সাথে তরলের আপাত সান্দ্রতা হ্রাস পায়। অনেক প্রসাধনী ইমালসন এবং লোশন এই আচরণ প্রদর্শন করে, যা এমন পণ্যগুলির জন্য কাম্য যা বিশ্রামের সময় ঘন হতে হয় কিন্তু প্রয়োগের সময় ছড়িয়ে যায় বা প্রবাহিত হয়।
থিক্সোট্রপি:এটি একটি সময়-নির্ভর শিয়ার-পাতলা করার বৈশিষ্ট্য। কিছু জেল এবং কলয়েডাল সাসপেনশনের মতো থিক্সোট্রপিক তরল, সময়ের সাথে সাথে উত্তেজিত বা শিয়ার করলে কম সান্দ্র হয়ে যায় এবং চাপ অপসারণের পরে তাদের মূল, আরও সান্দ্র অবস্থায় ফিরে আসতে একটি নির্দিষ্ট সময় নেয়। এর একটি ক্লাসিক উদাহরণ হল নন-ড্রিপ পেইন্ট, যা ব্রাশের শিয়ারের নীচে পাতলা হয়ে যায় কিন্তু দ্রুত উল্লম্ব পৃষ্ঠে ঘন হয়ে যায় যাতে ঝুলে না পড়ে। দই এবং কিছু শ্যাম্পুও এই বৈশিষ্ট্যটি প্রদর্শন করে।
স্ট্রেস ফ্লুইড উৎপাদন:এই পদার্থগুলি স্থির অবস্থায় কঠিন পদার্থের মতো আচরণ করে এবং প্রয়োগকৃত শিয়ার স্ট্রেস একটি গুরুত্বপূর্ণ মান অতিক্রম করার পরেই প্রবাহিত হতে শুরু করে, যাকে ইল্ড পয়েন্ট বা ইল্ড স্ট্রেস বলা হয়। কেচাপ একটি সাধারণ উদাহরণ। প্রসাধনীতে, উচ্চ ইল্ড পয়েন্টযুক্ত পণ্যগুলিকে ভোক্তারা "আরও আয়তন" এবং উচ্চ মানের অনুভূতিযুক্ত বলে মনে করেন।
১.৩ প্রক্রিয়া দক্ষতার উপর সরাসরি প্রভাব
এই তরলগুলির অ-রৈখিক আচরণ স্ট্যান্ডার্ড উৎপাদন কার্যক্রমের উপর গভীর এবং প্রায়শই ক্ষতিকারক প্রভাব ফেলে।
১.৩.১ পাম্পিং কার্যক্রম:
উৎপাদনে সর্বত্র ব্যবহৃত সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পগুলির কর্মক্ষমতা তরলের সান্দ্রতা দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত হয়। উচ্চ-সান্দ্রতা, অ-নিউটোনিয়ান তরল পাম্প করার সময় একটি পাম্পের মাথা এবং আয়তনের আউটপুট উল্লেখযোগ্যভাবে "নির্ধারিত" হতে পারে। গবেষণায় দেখা গেছে যে মিশ্রণে কঠিন পদার্থের বৃদ্ধি ঘনীভূত মিশ্রণের জন্য যথাক্রমে 60% এবং 25% পর্যন্ত মাথা এবং দক্ষতা হ্রাস করতে পারে। এই ডিরেটিং স্থির নয়; পাম্পের ভিতরে উচ্চ শিয়ার রেট তরলের আপাত সান্দ্রতা পরিবর্তন করতে পারে, যার ফলে অপ্রত্যাশিত পাম্প কর্মক্ষমতা এবং ধারাবাহিক প্রবাহের অভাব দেখা দেয়। সান্দ্র তরলগুলির উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা বিয়ারিংয়ের উপর বৃহত্তর রেডিয়াল লোড স্থাপন করে এবং যান্ত্রিক সিলগুলির সমস্যা সৃষ্টি করে, যা সরঞ্জামের ব্যর্থতা এবং রক্ষণাবেক্ষণের ঝুঁকি বাড়ায়।
১.৩.২ মিশ্রণ এবং আন্দোলন:
একটি মিক্সিং ট্যাঙ্কে, প্রসাধনী তরলের উচ্চ সান্দ্রতা মিক্সিং ইমপেলার থেকে প্রবাহ প্রবাহকে মারাত্মকভাবে স্যাঁতসেঁতে করে, শিয়ার এবং মিক্সিং ক্রিয়াকে ইমপেলার ব্লেডের আশেপাশের একটি ছোট অঞ্চলে কেন্দ্রীভূত করে। এর ফলে প্রচুর পরিমাণে শক্তি অপচয় হয় এবং পুরো ব্যাচকে একজাতকরণ অর্জনে বাধা দেয়। শিয়ার-পাতলা তরলের জন্য, এই প্রভাব আরও বেড়ে যায়, কারণ ইমপেলার থেকে দূরে থাকা তরলটি কম শিয়ার হার অনুভব করে এবং উচ্চ সান্দ্রতায় থাকে, যার ফলে "ধীর-মিশ্রণ দ্বীপ" বা "ছদ্ম-গুহা" তৈরি হয় যা সঠিকভাবে একজাতকরণ করা হয় না। ফলাফল হল উপাদানগুলির অসম বন্টন এবং একটি অসঙ্গত চূড়ান্ত পণ্য।
এই জটিলতাগুলি পরিচালনা করার জন্য ম্যানুয়াল, অফ-লাইন সান্দ্রতা পরিমাপের ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতি মৌলিকভাবে অপর্যাপ্ত। একটি নন-নিউটোনিয়ান তরলের সান্দ্রতা একটি একক মান নয় বরং এটি শিয়ার রেট এবং কিছু ক্ষেত্রে, শিয়ারের সময়কালের উপর নির্ভর করে। যে অবস্থার অধীনে একটি ল্যাব নমুনা পরিমাপ করা হয় (যেমন, একটি নির্দিষ্ট স্পিন্ডেল গতি এবং তাপমাত্রায় একটি বিকারে) তা পাইপ বা একটি মিক্সিং ট্যাঙ্কের মধ্যে গতিশীল শিয়ার অবস্থার প্রতিফলন করে না। ফলস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট শিয়ার রেট এবং তাপমাত্রায় নেওয়া পরিমাপ সম্ভবত একটি গতিশীল প্রক্রিয়া চলাকালীন তরলের আচরণের সাথে অপ্রাসঙ্গিক। যখন একটি উৎপাদনকারী দল দুই ঘন্টার ব্যবধানে ম্যানুয়াল চেকের উপর নির্ভর করে, তখন তারা কেবল রিয়েল-টাইম প্রক্রিয়ার ওঠানামার প্রতিক্রিয়া জানাতে খুব ধীর হয় না বরং এমন একটি মানের উপর তাদের সিদ্ধান্তও নেয় যা তরলের প্রক্রিয়াধীন অবস্থাকে সঠিকভাবে উপস্থাপন করতে পারে না। ত্রুটিপূর্ণ, প্রতিক্রিয়াশীল ডেটার উপর এই নির্ভরতা দুর্বল নিয়ন্ত্রণ এবং উচ্চ কার্যকারণ পরিবর্তনশীলতার একটি কার্যকারণ চক্র তৈরি করে, যা একটি নতুন, সক্রিয় পদ্ধতি ছাড়া ভাঙা অসম্ভব।
কসমেটিক মিক্সিং এবং ব্লেন্ডিং
II. কঠোর পরিবেশে সেন্সর নির্বাচন এবং হার্ডওয়্যার বাস্তবায়ন
ম্যানুয়াল পদ্ধতির বাইরে যাওয়ার জন্য প্রক্রিয়াটির মধ্যে থেকে অবিচ্ছিন্ন, রিয়েল-টাইম ডেটা সরবরাহ করতে সক্ষম শক্তিশালী, নির্ভরযোগ্য অনলাইন ভিসকোমিটার নির্বাচন করা প্রয়োজন।
২.১অনলাইন ভিসকোমেট্রি
অনলাইন ভিসকোমিটারসরাসরি প্রক্রিয়া লাইনে (ইনলাইন) অথবা বাইপাস লুপে ইনস্টল করা হোক না কেন, রিয়েল-টাইম সান্দ্রতা পরিমাপ 24/7 প্রদান করে, যা ধ্রুবক প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে। এটি অফ-লাইন পরীক্ষাগার পদ্ধতির সম্পূর্ণ বিপরীত, যা সহজাতভাবে প্রতিক্রিয়াশীল এবং শুধুমাত্র বিচ্ছিন্ন বিরতিতে প্রক্রিয়া অবস্থার একটি স্ন্যাপশট প্রদান করতে পারে। একটি স্বয়ংক্রিয়, বন্ধ-লুপ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা বাস্তবায়নের জন্য উৎপাদন লাইন থেকে নির্ভরযোগ্য, অবিচ্ছিন্ন ডেটা প্রাপ্ত করার ক্ষমতা একটি পূর্বশর্ত।
২.২ ভিসকোমিটারের প্রয়োজনীয় প্রয়োজনীয়তা
প্রসাধনী উৎপাদনের জন্য ভিসকোমিটারের পছন্দ অবশ্যই শিল্পের অনন্য পরিবেশগত এবং পরিচালনাগত সীমাবদ্ধতা দ্বারা পরিচালিত হতে হবে।
পরিবেশগত এবং স্থায়িত্বের সীমাবদ্ধতা:
উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ:সঠিক মিশ্রণ এবং ইমালসিফিকেশন নিশ্চিত করার জন্য প্রসাধনী ফর্মুলেশনগুলিকে প্রায়শই একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় গরম করার প্রয়োজন হয়। নির্বাচিত সেন্সরটি অবশ্যই 300 °C পর্যন্ত তাপমাত্রা এবং 500 বার পর্যন্ত চাপে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করতে সক্ষম হতে হবে।
জারা প্রতিরোধ:সার্ফ্যাক্ট্যান্ট এবং বিভিন্ন অ্যাডিটিভ সহ অনেক প্রসাধনী উপাদান সময়ের সাথে সাথে ক্ষয়কারী হতে পারে। সেন্সরের ভেজা অংশগুলি অত্যন্ত টেকসই, ক্ষয়-প্রতিরোধী উপকরণ দিয়ে তৈরি করা উচিত। এই ধরনের পরিবেশে এর স্থিতিস্থাপকতার জন্য 316L স্টেইনলেস স্টিল একটি আদর্শ পছন্দ।
কম্পনের প্রতিরোধ ক্ষমতা:উৎপাদন পরিবেশ যান্ত্রিকভাবে কোলাহলপূর্ণ, যেখানে পাম্প, অ্যাজিটেটর এবং অন্যান্য যন্ত্রপাতি উল্লেখযোগ্য পরিবেষ্টিত কম্পন তৈরি করে। ডেটা অখণ্ডতা নিশ্চিত করার জন্য একটি সেন্সরের পরিমাপ নীতি অবশ্যই এই কম্পনগুলির প্রতি সহজাতভাবে অনাক্রম্য হতে হবে।
২.৩ প্রক্রিয়া সংহতকরণের জন্য ভিসকোমিটার প্রযুক্তির বিশ্লেষণ
শক্তিশালী অনলাইন ইন্টিগ্রেশনের জন্য, কিছু প্রযুক্তি অন্যদের তুলনায় বেশি উপযুক্ত।
কম্পনশীল/অনুরণনকারী ভিসকোমিটার: এই প্রযুক্তিটি কম্পনকারী উপাদান, যেমন ফর্ক বা রেজোনেটরের উপর তরলের স্যাঁতসেঁতে প্রভাব পরিমাপ করে সান্দ্রতা নির্ধারণ করে। এই নীতিটি প্রসাধনী প্রয়োগের জন্য বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা প্রদান করে। এই সেন্সরগুলির কোনও চলমান অংশ নেই, যা রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজনীয়তা কমিয়ে দেয় এবং সামগ্রিক অপারেটিং খরচ কমিয়ে দেয়। একটি সুষম কোঅ্যাক্সিয়াল রেজোনেটরের মতো একটি সু-প্রকৌশলী নকশা সক্রিয়ভাবে প্রতিক্রিয়া টর্ক বাতিল করে এবং তাই মাউন্টিং অবস্থা এবং বাহ্যিক কম্পনের প্রতি সম্পূর্ণ সংবেদনশীল নয়। পরিবেষ্টিত শব্দের প্রতি এই প্রতিরোধ ক্ষমতা একটি স্থিতিশীল, পুনরাবৃত্তিযোগ্য এবং পুনরুৎপাদনযোগ্য পরিমাপ নিশ্চিত করে, এমনকি অস্থির প্রবাহে বা উচ্চ শিয়ার অবস্থার অধীনেও। এই সেন্সরগুলি অত্যন্ত বিস্তৃত পরিসরে সান্দ্রতা পরিমাপ করতে পারে, খুব কম থেকে খুব উচ্চ সান্দ্রতা তরল পর্যন্ত, যা তাদের একটি বৈচিত্র্যময় পণ্য পোর্টফোলিওর জন্য অত্যন্ত বহুমুখী করে তোলে।
ঘূর্ণন এবং অন্যান্য প্রযুক্তি:যদিও ঘূর্ণনশীল ভিসকোমিটারগুলি পূর্ণ প্রবাহ বক্ররেখা তৈরির জন্য পরীক্ষাগার সেটিংয়ে অত্যন্ত কার্যকর, তাদের জটিলতা এবং চলমান অংশগুলির উপস্থিতি একটি ইনলাইন শিল্প প্রয়োগে তাদের রক্ষণাবেক্ষণ করা চ্যালেঞ্জিং করে তুলতে পারে। অন্যান্য প্রকার, যেমন পতনশীল উপাদান বা কৈশিক প্রকার, নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত হতে পারে তবে প্রায়শই অ-নিউটনীয় তরল পরিমাপে সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয় বা তাপমাত্রা এবং প্রবাহের ওঠানামার জন্য সংবেদনশীল হয়।
একটি স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার নির্ভরযোগ্যতা তার সেন্সর ইনপুটের বিশ্বাসযোগ্যতার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। অতএব, ভিসকোমিটারের দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা এবং ন্যূনতম ক্রমাঙ্কন প্রয়োজনীয়তা কেবল সুবিধাজনক বৈশিষ্ট্য নয়; এগুলি একটি কার্যকর এবং কম রক্ষণাবেক্ষণ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার জন্য মৌলিক প্রয়োজনীয়তা। একটি সেন্সরের খরচ কেবল প্রাথমিক মূলধন ব্যয় হিসাবে নয় বরং এর মোট মালিকানার খরচ (TCO) হিসাবে দেখা উচিত, যার মধ্যে রক্ষণাবেক্ষণ এবং ক্রমাঙ্কনের সাথে সম্পর্কিত শ্রম এবং ডাউনটাইম অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। যন্ত্র থেকে প্রাপ্ত তথ্য যেমনকৈশিক ভিসকোমিটারদেখান যে সঠিক পরিচালনা এবং পরিষ্কারের মাধ্যমে, তাদের ক্রমাঙ্কন এক দশক বা তার বেশি সময় ধরে স্থিতিশীল থাকতে পারে, যা প্রমাণ করে যে দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা প্রক্রিয়া যন্ত্রের একটি অর্জনযোগ্য এবং গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। একটি সেন্সর যা দীর্ঘ সময়ের জন্য এর ক্রমাঙ্কন বজায় রাখতে পারে তা সম্ভাব্য প্রক্রিয়া বৈচিত্র্যের একটি প্রধান উৎস অপসারণ করে এবং ন্যূনতম মানব হস্তক্ষেপের সাথে সিস্টেমটিকে স্বায়ত্তশাসিতভাবে পরিচালনা করতে সক্ষম করে অটোমেশন প্রকল্পকে উল্লেখযোগ্যভাবে ঝুঁকিমুক্ত করে।
| প্রযুক্তি | পরিচালনার নীতি | নন-নিউটনীয় তরল পদার্থের জন্য উপযুক্ততা | উচ্চ-তাপমাত্রা/চাপ ক্ষমতা | জারা প্রতিরোধের | কম্পন রোগ প্রতিরোধ ক্ষমতা | রক্ষণাবেক্ষণ/ক্রমাঙ্কন |
| কম্পন/অনুরণনশীল | কম্পনকারী উপাদানের (কাঁটাচামচ, অনুরণনকারী) তরল স্যাঁতসেঁতে পরিমাপ করে। | চমৎকার (উচ্চ-শিয়ার, পুনরুৎপাদনযোগ্য পঠন)। | উচ্চ (৩০০°C পর্যন্ত, ৫০০ বার)। | চমৎকার (সমস্ত 316L SS ভেজা অংশ)। | চমৎকার (সুষম রেজোনেটর ডিজাইন)। | কম (কোনও চলমান অংশ নেই, ন্যূনতম ফাউলিং)। |
| ঘূর্ণনশীল | তরল পদার্থে একটি স্পিন্ডল ঘোরানোর জন্য প্রয়োজনীয় টর্ক পরিমাপ করে। | চমৎকার (ল্যাব সেটিংয়ে পূর্ণ প্রবাহ বক্ররেখা প্রদান করে)। | মাঝারি থেকে উচ্চ (মডেল অনুসারে পরিবর্তিত হয়)। | ভালো (নির্দিষ্ট স্পিন্ডল উপকরণ প্রয়োজন)। | দুর্বল (বাহ্যিক কম্পনের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল)। | উচ্চ (ঘন ঘন পরিষ্কার করা, যন্ত্রাংশ সরানো)। |
| কৈশিক/ ডিফারেনশিয়াল চাপ | একটি স্থির প্রবাহ হারে একটি স্থির নল জুড়ে চাপ হ্রাস পরিমাপ করে। | সীমিত (একক গড় নিউটনীয় সান্দ্রতা প্রদান করে)। | মাঝারি থেকে উচ্চ (তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা প্রয়োজন)। | ভালো (ক্যাশিলার উপাদানের উপর নির্ভর করে)। | মাঝারি (প্রবাহ-নির্ভর, স্থিতিশীল প্রবাহ প্রয়োজন)। | উচ্চ (পরিষ্কারের প্রয়োজন, আটকে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি)। |
| পতনশীল উপাদান | তরল পদার্থের মধ্য দিয়ে একটি উপাদানের পতনের সময় পরিমাপ করে। | সীমিত (একক গড় নিউটনীয় সান্দ্রতা প্রদান করে)। | মাঝারি থেকে উচ্চ (উপকরণের উপর নির্ভর করে)। | ভালো (উপাদানের উপাদানের উপর নির্ভর করে)। | মাঝারি (কম্পনের প্রতি সংবেদনশীল)। | মাঝারি (অংশগুলি সরানো হচ্ছে, পুনরায় ক্রমাঙ্কন প্রয়োজন)। |
২.৪ সঠিক তথ্যের জন্য সর্বোত্তম সেন্সর স্থাপন
ভিসকোমিটারের ভৌত অবস্থান প্রযুক্তির মতোই গুরুত্বপূর্ণ। সঠিক অবস্থান নিশ্চিত করে যে সংগৃহীত তথ্য প্রক্রিয়ার অবস্থার প্রতিনিধিত্ব করে। সর্বোত্তম অনুশীলন নির্দেশ করে যে সেন্সরটি এমন একটি স্থানে স্থাপন করা উচিত যেখানে তরল একজাতীয় থাকে এবং যেখানে সেন্সিং উপাদান সর্বদা সম্পূর্ণরূপে ডুবে থাকে। পাইপলাইনের উচ্চ বিন্দু যেখানে বায়ু বুদবুদ জমা হতে পারে তা এড়ানো উচিত, কারণ প্রবেশ করানো বাতাস পরিমাপকে ব্যাহত করতে পারে, বিশেষ করেকম্পনকারী ভিসকোমিটার। একইভাবে, "স্থবিরতা অঞ্চলে" যেখানে তরল স্থির গতিতে থাকে না সেখানে স্থাপন এড়ানো উচিত যাতে সেন্সরে পদার্থ জমা না হয়। একটি ভাল কৌশল হল সেন্সরটিকে পাইপের এমন একটি অংশে স্থাপন করা যেখানে প্রবাহ স্থিতিশীল এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ, যেমন একটি উল্লম্ব রাইজার বা সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রবাহ হার সহ একটি এলাকা, নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার জন্য সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য তথ্য সরবরাহ করার জন্য।
তৃতীয়।RS485 এর মাধ্যমে নিরবচ্ছিন্ন PLC/DCS ইন্টিগ্রেশন
একটি সফল স্থাপনাঅনলাইন ভিসকোমিটারবিদ্যমান প্ল্যান্ট নিয়ন্ত্রণ অবকাঠামোর সাথে এর নিরবচ্ছিন্ন একীকরণের উপর নির্ভর করে। যোগাযোগ প্রোটোকল এবং ভৌত স্তরের পছন্দ একটি কৌশলগত সিদ্ধান্ত যা নির্ভরযোগ্যতা, খরচ এবং লিগ্যাসি সিস্টেমের সাথে সামঞ্জস্যের ভারসাম্য বজায় রাখে।
৩.১ সিস্টেম আর্কিটেকচার ওভারভিউ
এই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য স্ট্যান্ডার্ড ইন্ডাস্ট্রিয়াল কন্ট্রোল আর্কিটেকচার হল মাস্টার-স্লেভ সম্পর্ক। প্ল্যান্টের কেন্দ্রীয় পিএলসি বা ডিসিএস "মাস্টার" হিসেবে কাজ করে, ভিসকোমিটারের সাথে যোগাযোগ শুরু করে, যা "স্লেভ" ডিভাইস হিসেবে কাজ করে। মাস্টার কর্তৃক জিজ্ঞাসা না করা পর্যন্ত স্লেভ ডিভাইসটি "নীরব" থাকে, যে সময়ে এটি অনুরোধকৃত ডেটার সাথে সাড়া দেয়। এই এক-থেকে-বহু যোগাযোগ মডেল ডেটা সংঘর্ষ প্রতিরোধ করে এবং নেটওয়ার্ক ব্যবস্থাপনাকে সহজ করে তোলে।
৩.২ RS485 কমিউনিকেশন ইন্টারফেস
RS485 যোগাযোগ ইন্টারফেস শিল্প অটোমেশনের জন্য একটি শক্তিশালী এবং ব্যাপকভাবে গৃহীত মান, বিশেষ করে দীর্ঘ-দূরত্ব, বহু-পয়েন্ট যোগাযোগের প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য।
কারিগরি সুবিধা:
দীর্ঘ-দূরত্ব এবং বহু-ড্রপ: RS485 ২০০০ মিটার পর্যন্ত দূরত্বে ডেটা ট্রান্সমিশন সমর্থন করে, যা এটিকে বিস্তৃত শিল্প সুবিধার জন্য আদর্শ করে তোলে। একটি একক বাস ৩০টি ডিভাইস পর্যন্ত সংযোগ করতে পারে, রিপিটার ব্যবহার করে এই সংখ্যা ২৪/৭ পর্যন্ত বাড়ানো যেতে পারে, যা ক্যাবলিং অবকাঠামোর খরচ এবং জটিলতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে।
শব্দ প্রতিরোধ ক্ষমতা:RS485 একটি টুইস্টেড-পেয়ার কেবলের উপর একটি সুষম, ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালিং পদ্ধতি ব্যবহার করে। এই নকশাটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (EMI) এবং অন্যান্য বৈদ্যুতিক শব্দের বিরুদ্ধে ব্যতিক্রমী প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে, যা বড় মোটর এবং ড্রাইভ সহ একটি প্ল্যান্ট পরিবেশে একটি সাধারণ সমস্যা।
৩.৩ পিএলসি/ডিসিএস ব্যবধান পূরণ করা
RS485 কেবল একটি প্রযুক্তিগত পছন্দ নয়; এটি একটি কৌশলগত ব্যবসায়িক সিদ্ধান্ত যা প্রক্রিয়া অটোমেশনের জন্য প্রবেশের বাধা উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দেয়। দীর্ঘ দূরত্ব অতিক্রম করার এবং শব্দ প্রতিরোধ করার ক্ষমতা এটিকে শিল্প পরিবেশের জন্য আদর্শ করে তোলে যেখানে এই বিষয়গুলি কাঁচা যোগাযোগের গতির চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।
IV. মডেল-ভিত্তিক অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণের তাত্ত্বিক উৎপত্তি
এই বিভাগটি প্রসাধনী তরলের জটিল, অ-রৈখিক গতিবিদ্যা পরিচালনা করতে সক্ষম একটি নিয়ন্ত্রণ কৌশলের জন্য কঠোর বৌদ্ধিক ভিত্তি প্রদান করে।
৪.১ উন্নত নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা
ঐতিহ্যবাহী আনুপাতিক-অখণ্ড-উৎপাদনশীল (PID) কন্ট্রোলারগুলি একটি প্রক্রিয়ার রৈখিক মডেলের উপর ভিত্তি করে তৈরি এবং নন-নিউটোনিয়ান তরলের অ-রৈখিক, সময়-নির্ভর এবং পরিবর্তনশীল-সম্পত্তি আচরণ পরিচালনা করার জন্য অপ্রতুল। একটি PID কন্ট্রোলার প্রতিক্রিয়াশীল; এটি সংশোধনমূলক পদক্ষেপ নেওয়া শুরু করার আগে সেটপয়েন্ট থেকে বিচ্যুতি হওয়ার জন্য অপেক্ষা করে। দীর্ঘ প্রতিক্রিয়া গতিশীলতা সহ একটি প্রক্রিয়ার জন্য, যেমন একটি বৃহৎ মিক্সিং ট্যাঙ্ক বা ঘনকারী, এটি ধীর ত্রুটি সংশোধন, দোলন বা লক্ষ্য সান্দ্রতার অতিরিক্ত শুট হতে পারে। তদুপরি, তাপমাত্রার ওঠানামা বা আগত কাঁচামালের গঠনের তারতম্যের মতো বাহ্যিক ব্যাঘাতের জন্য PID কন্ট্রোলারের ক্রমাগত ম্যানুয়াল পুনঃটিউনিং প্রয়োজন হবে, যা প্রক্রিয়ার অস্থিরতা এবং অদক্ষতার দিকে পরিচালিত করবে।
৪.২ নিয়ন্ত্রণের জন্য রিওলজিক্যাল মডেলিং
নিউটোনিয়ান নয় এমন তরল পদার্থের জন্য একটি সফল নিয়ন্ত্রণ কৌশলের ভিত্তি হল তাদের আচরণের একটি সঠিক এবং ভবিষ্যদ্বাণীমূলক গাণিতিক মডেল।
৪.২.১ গঠনমূলক মডেলিং (প্রথম নীতি):
হার্শেল-বাল্কলি মডেল হল একটি শক্তিশালী গঠনমূলক সমীকরণ যা তরল পদার্থের রিওলজিক্যাল আচরণ বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয় যা ফলন চাপ এবং শিয়ার-থিনিং বা শিয়ার-থিনিং বৈশিষ্ট্য উভয়ই প্রদর্শন করে। মডেলটি তিনটি মূল পরামিতি ব্যবহার করে শিয়ার স্ট্রেস (τ) কে শিয়ার রেট (γ˙) এর সাথে সম্পর্কিত করে:
τ=τγ+K(γ˙)n
τγ (ফলন চাপ): তরল প্রবাহ শুরু করার জন্য ন্যূনতম শিয়ার চাপ যা অতিক্রম করতে হবে।
K (সামঞ্জস্য সূচক): সান্দ্রতার অনুরূপ একটি পরামিতি, যা তরলের প্রবাহ প্রতিরোধের প্রতিনিধিত্ব করে।
n (প্রবাহ আচরণ সূচক): তরলের আচরণ নির্ধারণকারী একটি গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি: শিয়ার-থিনিং (সিউডোপ্লাস্টিক) এর জন্য n<1, শিয়ার-থিনিং (ডিলাট্যান্ট) এর জন্য n>1, এবং বিংহাম প্লাস্টিকের জন্য n=1।
এই মডেলটি একটি নিয়ন্ত্রকের জন্য একটি গাণিতিক কাঠামো প্রদান করে যা ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে যে প্রক্রিয়ার মধ্যে বিভিন্ন শিয়ার হারের অধীনে তরলের আপাত সান্দ্রতা কীভাবে পরিবর্তিত হবে, একটি নিম্ন-শিয়ার মিক্সিং অঞ্চল থেকে একটি পাম্পের উচ্চ-শিয়ার পরিবেশ পর্যন্ত।
৪.২.২ তথ্য-চালিত মডেলিং:
প্রথম-নীতি মডেল ছাড়াও, একটি ডেটা-চালিত পদ্ধতি ব্যবহার করে একটি প্রক্রিয়া মডেল তৈরি করা যেতে পারে যা অনলাইন ভিসকোমিটার দ্বারা প্রদত্ত রিয়েল-টাইম ডেটা থেকে শিক্ষা নেয়। এটি বিশেষ করে জটিল ফর্মুলেশনের জন্য কার্যকর যেখানে একটি সুনির্দিষ্ট প্রথম-নীতি মডেল বের করা কঠিন। একটি ডেটা-চালিত মডেল তেলের গঠনের পরিবর্তন বা তাপমাত্রার ওঠানামার মতো বাহ্যিক কারণগুলির জন্য রিয়েল-টাইমে সেন্সর পরামিতিগুলিকে অভিযোজিতভাবে সামঞ্জস্য এবং অপ্টিমাইজ করতে পারে। এই পদ্ধতিটি একটি সংকীর্ণ পরিসরের মধ্যে সান্দ্রতা পরিমাপের গড় পরম ত্রুটি সফলভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে দেখা গেছে, যা চমৎকার কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রদর্শন করে।
৪.৩ অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণ আইনের উৎপত্তি
একটি মডেল-ভিত্তিক অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার মূল বিষয় হল ক্রমাগত শেখার এবং পরিবর্তনশীল প্রক্রিয়ার অবস্থার সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার ক্ষমতা। নিয়ামক স্থির পরামিতিগুলির উপর নির্ভর করে না বরং প্রক্রিয়াটির অভ্যন্তরীণ মডেলকে গতিশীলভাবে আপডেট করে।
মূল নীতি:একটি অভিযোজিত নিয়ামক ইনকামিং সেন্সর ডেটার উপর ভিত্তি করে রিয়েল-টাইমে তার অভ্যন্তরীণ মডেলের পরামিতিগুলি ক্রমাগত অনুমান বা আপডেট করে। এটি নিয়ামককে "শিখতে" এবং কাঁচামালের পরিবর্তন, সরঞ্জামের ক্ষয় বা পরিবেশগত পরিবর্তনের কারণে প্রক্রিয়ার পরিবর্তনের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে সহায়তা করে।
নিয়ন্ত্রণ আইন প্রণয়ন:
মডেল প্যারামিটার অনুমান: একটি প্যারামিটার অনুমানকারী, প্রায়শই একটি অভিযোজিত ভুলে যাওয়ার ফ্যাক্টর সহ একটি পুনরাবৃত্ত ন্যূনতম স্কোয়ার (RLS) অ্যালগরিদমের উপর ভিত্তি করে, হার্শেল-বাল্কলি মডেলের K এবং n মানগুলির মতো মডেল প্যারামিটারগুলিকে ধারাবাহিকভাবে সুর করার জন্য রিয়েল-টাইম সেন্সর ডেটা (সান্দ্রতা, তাপমাত্রা, শিয়ার রেট) ব্যবহার করে। এটি "অভিযোজিত" উপাদান।
ভবিষ্যদ্বাণীমূলক নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম:এরপর আপডেট করা প্রক্রিয়া মডেলটি তরলের ভবিষ্যৎ আচরণ ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য ব্যবহার করা হয়। এই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি আদর্শ কৌশল হল একটি মডেল প্রেডিক্টিভ কন্ট্রোল (MPC) অ্যালগরিদম। একাধিক আউটপুট ভেরিয়েবল (যেমন, সান্দ্রতা এবং তাপমাত্রা) নিয়ন্ত্রণ করার জন্য MPC একসাথে একাধিক ম্যানিপুলেটেড ভেরিয়েবল (যেমন, ঘন সংযোজন হার এবং পাম্প গতি) পরিচালনা করতে পারে। MPC এর ভবিষ্যদ্বাণীমূলক প্রকৃতি এটিকে দীর্ঘ সময় বিলম্বের সাথেও প্রক্রিয়াটিকে ট্র্যাকে রাখার জন্য প্রয়োজনীয় সুনির্দিষ্ট সমন্বয় গণনা করার অনুমতি দেয়, যাতে তরল সর্বদা তার সর্বোত্তম রিওলজিক্যাল "উইন্ডো" এর মধ্যে থাকে তা নিশ্চিত করে।
সরল প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ থেকে মডেল-ভিত্তিক অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণে রূপান্তর প্রতিক্রিয়াশীল থেকে সক্রিয় প্রক্রিয়া ব্যবস্থাপনায় একটি মৌলিক পরিবর্তনের প্রতিনিধিত্ব করে। একটি ঐতিহ্যবাহী PID নিয়ন্ত্রক স্বভাবতই প্রতিক্রিয়াশীল, পদক্ষেপ নেওয়ার আগে ত্রুটি হওয়ার জন্য অপেক্ষা করে। উল্লেখযোগ্য সময় বিলম্বের একটি প্রক্রিয়ার জন্য, এই প্রতিক্রিয়া প্রায়শই অনেক দেরিতে হয়, যার ফলে অতিরিক্ত পরিবর্তন এবং দোলন দেখা দেয়। একটি অভিযোজিত নিয়ন্ত্রক, প্রক্রিয়া মডেলটি ক্রমাগত শেখার মাধ্যমে, ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে যে কীভাবে একটি আপস্ট্রিম পরিবর্তন - যেমন একটি কাঁচামালের গঠনের পরিবর্তন - বিচ্যুতি উল্লেখযোগ্য হওয়ার আগে চূড়ান্ত পণ্যের সান্দ্রতাকে প্রভাবিত করবে। এটি সিস্টেমকে সক্রিয়, গণনা করা সমন্বয় করতে দেয়, পণ্যটি স্পেসিফিকেশনে থাকা নিশ্চিত করে এবং অপচয় এবং পরিবর্তনশীলতা কমিয়ে আনে। সফল বাস্তবায়নে নথিভুক্ত ব্যাচ পরিবর্তনশীলতা এবং উপাদানের অপচয়ের ব্যাপক হ্রাসের জন্য এটি প্রাথমিক চালিকাশক্তি।
V. ব্যবহারিক বাস্তবায়ন, বৈধতা এবং পরিচালনা কৌশল
একটি প্রকল্পের চূড়ান্ত পর্যায় হল সমন্বিত সিস্টেমের সফল স্থাপনা এবং দীর্ঘমেয়াদী ব্যবস্থাপনা। এর জন্য প্রয়োজন সূক্ষ্ম পরিকল্পনা এবং সর্বোত্তম কার্যপদ্ধতি অনুসরণ করা।
৫.১ স্থাপনার সর্বোত্তম অনুশীলন
অনলাইন ভিসকোমেট্রি এবং অ্যাডাপ্টিভ কন্ট্রোলের ইন্টিগ্রেশন একটি জটিল কাজ যা অভিজ্ঞ সিস্টেম ইন্টিগ্রেটরদের উপর ন্যস্ত করা উচিত। একটি সুনির্দিষ্ট ফ্রন্ট-এন্ড ডিজাইন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ৮০% পর্যন্ত প্রকল্পের সমস্যা এই পর্যায়ে ফিরে যেতে পারে। লিগ্যাসি কন্ট্রোল সিস্টেমগুলিকে পুনঃনির্মাণ করার সময়, একজন যোগ্যতাসম্পন্ন ইন্টিগ্রেটর যোগাযোগের ব্যবধান পূরণ করতে এবং একটি নির্বিঘ্ন স্থানান্তর নিশ্চিত করতে প্রয়োজনীয় দক্ষতা প্রদান করতে পারেন। তদুপরি, সঠিক সেন্সর স্থাপন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ভিসকোমিটারটি এমন একটি স্থানে ইনস্টল করা উচিত যেখানে বায়ু বুদবুদ, স্থবিরতা অঞ্চল এবং পরিমাপে হস্তক্ষেপ করতে পারে এমন বৃহৎ কণা থাকবে না।
৫.২ তথ্য যাচাইকরণ এবং পুনর্মিলন
একটি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা বিশ্বাসযোগ্য হতে হলে, এটি যে তথ্যের উপর নির্ভর করে তা যাচাই এবং সমন্বয় করতে হবে। কঠোর পরিবেশে শিল্প সেন্সরগুলি শব্দ, প্রবাহ এবং ত্রুটির জন্য সংবেদনশীল। একটি নিয়ন্ত্রণ লুপ যা অন্ধভাবে অশোধিত সেন্সর ডেটা বিশ্বাস করে তা ভঙ্গুর এবং ব্যয়বহুল ত্রুটি করার প্রবণতা রাখে।
তথ্য যাচাইকরণ:এই প্রক্রিয়ায় সেন্সরের কাঁচা ডেটা প্রক্রিয়াকরণ করা হয় যাতে মানগুলি অর্থপূর্ণ এবং প্রত্যাশিত সীমার মধ্যে থাকে। সহজ পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে আউটলায়ারগুলিকে ফিল্টার করা এবং শব্দ কমাতে একটি নির্দিষ্ট সময়কালে বেশ কয়েকটি পরিমাপের গড় নেওয়া।
মোট ত্রুটি সনাক্তকরণ:পরিসংখ্যানগত পরীক্ষা, যেমন চি-স্কয়ার টেস্ট, অবজেক্টিভ ফাংশনের মানকে একটি গুরুত্বপূর্ণ মানের সাথে তুলনা করে উল্লেখযোগ্য ত্রুটি বা সেন্সর ব্যর্থতা সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
তথ্য সমন্বয়:এটি একটি আরও উন্নত কৌশল যা অপ্রয়োজনীয় সেন্সর ডেটা এবং প্রক্রিয়া মডেল (যেমন, ভর সংরক্ষণ) ব্যবহার করে একটি একক, পরিসংখ্যানগতভাবে যাচাইকৃত ডেটা সেট তৈরি করে। এই প্রক্রিয়াটি সিস্টেমের প্রতি আস্থা বৃদ্ধি করে এবং ছোটখাটো সেন্সর অসঙ্গতি এবং ব্যর্থতার জন্য স্থিতিস্থাপকতার একটি স্ব-সচেতন স্তর প্রদান করে।
ডেটা ভ্যালিডেশন লেয়ার বাস্তবায়ন কোনও ঐচ্ছিক বৈশিষ্ট্য নয়; এটি একটি প্রয়োজনীয় বৌদ্ধিক উপাদান যা বাস্তব-বিশ্বের অসঙ্গতির মুখে সমগ্র নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থাকে শক্তিশালী এবং বিশ্বাসযোগ্য করে তোলে। এই লেয়ারটি সিস্টেমটিকে একটি সাধারণ অটোমেশন টুল থেকে সত্যিকারের বুদ্ধিমান, স্ব-পর্যবেক্ষণকারী সত্তায় রূপান্তরিত করে যা ক্রমাগত মানুষের তত্ত্বাবধান ছাড়াই পণ্যের মান বজায় রাখতে পারে।
৫.৩ দীর্ঘমেয়াদী রক্ষণাবেক্ষণ এবং স্থায়িত্ব
একটি অনলাইন ভিসকোমেট্রি সিস্টেমের দীর্ঘমেয়াদী সাফল্য একটি সুনির্দিষ্ট রক্ষণাবেক্ষণ কৌশলের উপর নির্ভর করে।
সেন্সর রক্ষণাবেক্ষণ: চলমান যন্ত্রাংশ এবং ক্ষয়-প্রতিরোধী উপকরণ, যেমন 316L স্টেইনলেস স্টিল ছাড়াই শক্তিশালী ভিসকোমিটার ডিজাইনের ব্যবহার, দূষণের চ্যালেঞ্জগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে এবং রক্ষণাবেক্ষণের রুটিনগুলিকে সহজ করতে পারে।
সিস্টেম ক্রমাঙ্কন এবং বৈধতা:ভিসকোমিটারের দীর্ঘমেয়াদী নির্ভুলতা নিশ্চিত করার জন্য নিয়মিত ক্রমাঙ্কন অপরিহার্য। উচ্চ-নির্ভুলতা প্রয়োগের জন্য, প্রত্যয়িত সান্দ্রতা মান সহ ক্রমাঙ্কন একটি নির্ধারিত ভিত্তিতে করা উচিত, তবে কম গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগের জন্য ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করা যেতে পারে। দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা গবেষণা দ্বারা প্রমাণিত, কিছু ধরণের ভিসকোমিটার, যেমন কাচের কৈশিক বা কম্পনকারী ভিসকোমিটার, বছরের পর বছর ধরে তাদের ক্রমাঙ্কন বজায় রাখতে পারে, যা ব্যয়বহুল ক্রমাঙ্কন ইভেন্টের ফ্রিকোয়েন্সি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে।
Aকার্যকর সমাধান বাস্তব সুবিধা প্রদান করতে পারে: ব্যাচ-টু-ব্যাচ পরিবর্তনশীলতা এবং উপাদানের অপচয় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস, এবং সম্পূর্ণ স্বায়ত্তশাসিত, বুদ্ধিমান উৎপাদনের দিকে একটি পথ।স্টাrt your opসময়ইজাতআয়নby কনট্যাকt লনnmet সম্পর্কেer.
পোস্টের সময়: সেপ্টেম্বর-০৯-২০২৫



