智能閥門定位器的特征及其發(fā)展

潘偉 于偉波

【摘要】智能閥門定位器是石油、化工等行業(yè)中自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分，本文指出了智能閥門定位器的特征，并分析了其發(fā)展前景和發(fā)展趨勢，期望為智能閥門定位器相關(guān)技術(shù)的研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】智能閥門定位器 特征 發(fā)展趨勢

隨著石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大和生產(chǎn)自動化的提升，智能控制系統(tǒng)得到不斷的完善，智能閥門定位器的應(yīng)用越來越廣泛。而生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷改進和對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高要求自動控制系統(tǒng)不斷完善，作為閥門的“大腦”，智能閥門定位器在自動控制系統(tǒng)中尤為重要，因而研究智能閥門定位器的性能、特征，分析其發(fā)展趨勢和前景并作出相應(yīng)的研究和改進，對于完善工業(yè)生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)十分重要。

1智能閥門定位器的特征

相對普通的閥門定位器來說，智能閥門定位器具有以下優(yōu)點及特點：

1.1控制、監(jiān)測精度高

其一，智能閥門定位器相對于普通閥門定位器具有更高的定位精度，這使得智能閥門定位器系統(tǒng)的控制精度大大提高。與普通閥門定位器完全不同的是，智能閥門定位去采用微處理器CPU對設(shè)定值和實際閥位電子信號進行比較，能夠檢測到更細微的偏差，檢測到偏差后，智能閥門定位器通過開關(guān)程序來控制壓電閥，壓電閥調(diào)節(jié)進入執(zhí)行機構(gòu)氣室的空氣流量。由于壓電閥操縱原件連接氣動但愿的壓電彎曲轉(zhuǎn)換器質(zhì)量很小，能夠發(fā)出很短的控制脈沖，因而定位精度相對更高；其二，智能閥門定位器采用霍爾應(yīng)變效應(yīng)原理進行閥位移動的監(jiān)測，消除了反饋通道間隙，從而大大提升了監(jiān)測精度；其三，智能閥門定位器可通過組態(tài)方便地設(shè)置符合需求的閥門特性曲線，進一步提升了監(jiān)控精度。

1.2安全節(jié)能

普通閥門定位器由于技術(shù)問題，運行中每小時的耗氣量很大，一般在300L/h上下，而智能閥門定位器由于采用了氣動放大器以及壓電閥等先進技術(shù)，大大降低了耗氣量，并提升了壓電閥的相應(yīng)時間，閥門一旦定位，其耗氣量微乎其微甚至可忽略不計。例如山武AVP300系列智能閥門定位器的穩(wěn)態(tài)耗氣量在10L/h之內(nèi)。除此之外，耗氣量的降低還有利于保證儀表風(fēng)公網(wǎng)壓力的穩(wěn)定，從而提升生閥門定位器運行的穩(wěn)定性和生產(chǎn)作業(yè)的安全性。

1.3自我診斷

智能閥門定位器安裝在氣動調(diào)節(jié)閥門上，因而環(huán)境溫度變化、管道震動等會影響智能閥門定位器的正常工作，而針對上述環(huán)境因素，智能閥門定位器具有很好的自我診斷能力。如果因調(diào)節(jié)閥震動而造成部件失靈，只能閥門定位器將立即檢測到非正常信號，并向控制室發(fā)出報警信號，供工程師作出判斷和處理。

1.4實現(xiàn)對控制閥的預(yù)見性維護

智能閥門定位器具有自我預(yù)見性維護功能。智能閥門定位器采用非侵入式診斷技術(shù)，在運行過程中根據(jù)實際運行數(shù)據(jù)對是否需要拆檢進行判斷，從而提高工程師檢修效率。智能閥門定位器的在線診斷功能包括：控制閥動作次數(shù)、行程累加、噪聲診斷、環(huán)境溫度診斷、填料函泄露診斷等。智能定位器對控制閥的故障診斷由附加的傳感器完成，智能閥門定位器內(nèi)部的微處理器CPU通過定時采集各種傳感器數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)運算、比較、分析、組態(tài)，并將出現(xiàn)異常的信息通過組態(tài)軟件輸出報警信號，為故障處理提供依據(jù)。

2智能閥門定位器的發(fā)展趨勢分析

智能閥門定位器在控制精度、安全可靠性、自我診斷和維護等方面體現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，而隨著智能閥門定位器技術(shù)的不斷發(fā)展，智能閥門定位器的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫竭M一步拓寬，其各方面性能也講進一步發(fā)展。綜合智能閥門定位器的發(fā)展現(xiàn)狀及近年來國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究動向，筆者認為今后智能閥門定位器的發(fā)展將符合如下趨勢：

2.1通用協(xié)議統(tǒng)一

近年來儀表技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，各種儀表逐漸出現(xiàn)一些可以相互代替的性能，這些性能的實現(xiàn)需要以相互更換通訊板為前提。為了提升儀表間性能的互通互換，今后將出現(xiàn)更多新的替代協(xié)議，逐漸形成多種協(xié)議并存的局面，隨之而來的將是通用協(xié)議的統(tǒng)一。

2.2消除反饋桿死區(qū)

反饋桿死區(qū)是目前制約智能閥門定位器性能提高的重要因素，而死區(qū)是衡量調(diào)節(jié)閥門偏離度的一項重要指標(biāo)，雖然閥位反饋是通過電阻信號實現(xiàn)的，但位移信號仍然需要通過機械轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)。因而今后消除反饋桿死區(qū)將成為智能閥門定位器技術(shù)領(lǐng)域的重要研究熱點。

2.3調(diào)節(jié)閥整體屬性化開發(fā)

將儀表屬性完整地存儲在存儲器中，便可通過控制器方便地查看各種屬性和參數(shù)，對儀表的檢查、維修以及更新等帶來便利，因而智能閥門定位器今后將向著調(diào)節(jié)閥整體屬化開發(fā)的方向發(fā)展。

2.4現(xiàn)場儀表系統(tǒng)化

隨著智能閥門定位器系統(tǒng)應(yīng)用軟件數(shù)量和種類的增加，為了將對各種軟件的控制功能集中在定位器中，從而對系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一控制，智能閥門定位器的現(xiàn)場儀表系統(tǒng)化程度應(yīng)得到進一步提高。

2.5遙感監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

隨著智能閥門定位器適應(yīng)性的不斷提高，其工作場所的環(huán)境變得復(fù)雜起來，對于一些安裝在特殊環(huán)境中的儀表，其開和檢修維護時可能對部件造成算壞或引發(fā)安全問題，例如易燃易爆場所中儀表的監(jiān)測就顯得十分危險。為了避免這一問題，應(yīng)在監(jiān)測工作中應(yīng)用遙感監(jiān)測技術(shù)，從而避免安全隱患并提升監(jiān)測工作的效率和擴大監(jiān)測范圍。

3結(jié)語

綜上所述，智能閥門定位器相對于普通閥門定位器具有更高的控制精度、監(jiān)測精度，更強的安全性能，并具有自我診斷和預(yù)見性維護功能，從改進了閥門控制、系統(tǒng)維護檢修等工作，并減少了故障的發(fā)生幾率，延長了儀表使用年限。智能閥門定位器憑借其優(yōu)越的性能將得到更廣泛的應(yīng)用，而相關(guān)應(yīng)用軟件的開發(fā)和先進智能技術(shù)的應(yīng)用也將使智能閥門定位器的系統(tǒng)化、智能化程度進一步提高，同時其控制和監(jiān)測性能也將得到更顯著的提升。

參考文獻：

[1]施建中.智能閥門定位器應(yīng)用[J].上海輕工業(yè)，2010（4）：27-29.

[2]劉國平，廖宣亮，胡瑢華.智能閥門定位器的流量特性實現(xiàn)研究[J].液壓與氣動，2012（5）：10-12.

[3]任強.智能閥門定位器[J].油氣田地面工程，2007，26（6）：62.

[4]談育倫.智能閥門定位器的應(yīng)用級調(diào)試方法[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2009（5）：45-46.

[5]蔡明，白雪蓮，章英.國產(chǎn)新型智能閥門定位器的設(shè)計[J].自動化儀表，2011，32（7）：73-79.