智能化電動(dòng)閥門的發(fā)展?fàn)顩r

隨著機(jī)電一體化的趨勢(shì)，以及微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這些電動(dòng)閥門在使用中出現(xiàn)越來越多的問題。比如控制精度不高、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試不方便、故障診斷方法不完善等，這就使得原有的電動(dòng)閥門越來越無法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，必將被淘汰。因此對(duì)電動(dòng)閥門這一重要的工業(yè)用機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行有效的改造，提高其智能化程度，使其控制過程計(jì)算機(jī)化、通訊功能數(shù)字化、故障診斷處理智能化、檢測(cè)遠(yuǎn)程化，都有著非常重要的意義。

電動(dòng)閥門智能化研究意義

閥門實(shí)際閥位只有三個(gè)位置：開、關(guān)和中間位置，閥位由閥門電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩來控制的。目前我國通常采用行程開關(guān)控制閥門電機(jī)、力矩開關(guān)起保護(hù)作用的工作模式。但是，行程開關(guān)和力矩開關(guān)通常安裝在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，因此閥位信號(hào)不能直接從閥門軸上獲得，這就使得閥位的指示值只是一個(gè)大概值，從而導(dǎo)致閥門關(guān)不嚴(yán)或者開不到位。輸出轉(zhuǎn)矩選擇過小會(huì)造成被控閥門啟閉困難，這樣容易使電動(dòng)及燒毀；若輸出轉(zhuǎn)矩選擇過大，一旦電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制失靈則極易造成閥門局部結(jié)構(gòu)破壞。因此，這種控制方式不能直接控制閥門的啟閉與調(diào)節(jié)，控制精度比較低。

另外一方面，在這種工作模式下，對(duì)直行程截止閥和閘板長期動(dòng)作壓迫管道內(nèi)壁形成微凹槽，會(huì)導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán)形成泄漏。泄露是工業(yè)污染源之一，閥門的泄漏會(huì)使介質(zhì)外流引起消耗增加，成本上升，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益下降。易燃、易爆和有害介質(zhì)外泄，則易發(fā)生火災(zāi)、和人身傷亡等事故。強(qiáng)腐蝕介質(zhì)外漏，會(huì)加快廠房和設(shè)備的腐蝕速度，使用使用壽命縮短。因此，泄漏的存在嚴(yán)重威脅著安全生產(chǎn)，甚至使生產(chǎn)無法進(jìn)行。因此，閥門的泄漏問題不容忽視。一直以來，對(duì)閥門泄漏的解決方法都是從閥門入手的。優(yōu)化閥門結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的工藝條件合理選擇制造閥門的材料，提高閥門生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制水平，以及根據(jù)化工生產(chǎn)過程中各種的工藝條件優(yōu)化閥門的選型。盡管這些方法有效的消除了閥門的泄漏問題，但是如果能從改變閥位的控制方式入手，直接控制閥位，當(dāng)閥門出現(xiàn)泄漏問題時(shí)，通過控制的反饋量來對(duì)閥門電機(jī)控制的閥位進(jìn)行補(bǔ)償，從而更加有效的控制閥門。同時(shí)，改變閥位的控制方式，也是滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。

電動(dòng)閥門智能化研究的現(xiàn)狀

電動(dòng)閥門的智能化研究現(xiàn)狀。電動(dòng)閥門由閥門和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成，但是，至今為止，這兩部分的生產(chǎn)還是由不同的廠家來生產(chǎn)的。各個(gè)廠家之間技術(shù)缺乏溝通，只是提高自己產(chǎn)品的質(zhì)量而忽略了整體兩部分的“成套”問題。另外，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了各類閥門的分項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但并無“成套”后電動(dòng)閥門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或者標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。這些都使得電動(dòng)閥門的“成套”出現(xiàn)問題，缺乏相應(yīng)的依據(jù)。另外一方面，就電動(dòng)閥門的結(jié)構(gòu)而言，閥門的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，而電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜。因此，人們?cè)絹碓蕉嗟陌涯抗舛计螂妱?dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，致力于提高其的智能化水平。而忽視了閥門本身的智能化水平，使得兩者的智能化水平發(fā)展不平衡，“成套”后的智能化水平也不高。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的智能化研究現(xiàn)狀。近年來，隨著微電子、計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得了快速發(fā)展，國內(nèi)外一些廠商相繼推出了大礙現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議的智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些智能閥門電動(dòng)執(zhí)行器采用微處理器系統(tǒng)，控制功能均可通過編程實(shí)現(xiàn)。

國外一些智能閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)逐步取代組合式結(jié)構(gòu)，智能化控制技術(shù)逐步取代純電子控制技術(shù)，帶通信技術(shù)功能的逐步取代不帶通信技術(shù)的，數(shù)字控制方式逐步取代傳統(tǒng)的模擬控制方式，運(yùn)用紅外遙控的非接觸式調(diào)試技術(shù)逐步取代接觸式手動(dòng)調(diào)試技術(shù)。

電動(dòng)閥門智能化的特征

市場(chǎng)的需求以及電動(dòng)閥門自身發(fā)展的需要使得電動(dòng)閥門的智能化進(jìn)程是必要的，同時(shí)機(jī)電一體化的趨勢(shì)，以及微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為電動(dòng)閥門的智能化發(fā)展提供了技術(shù)保障。現(xiàn)今所指的智能化閥門主要包括以下幾個(gè)特征：

1、電動(dòng)閥門的通訊數(shù)字化。智能化閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電力載波的方式與上位機(jī)相連，上位機(jī)送出的可尋址數(shù)字信號(hào)通過電力線被電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器根據(jù)收到的信號(hào)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的控制，使電動(dòng)閥門工作方式更加靈活。

2、閥門控制過程的計(jì)算機(jī)化。通常，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照來自控制系統(tǒng)的微處理器的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)閥門，從而來調(diào)整閥門的開度來調(diào)節(jié)流量和壓力。如果在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，增加昆煉閥門帶有智能控制的伺服放大器，增加給定值控制功能。智能化控制器的使用，可以改變以往機(jī)械性力矩控制開關(guān)動(dòng)作值調(diào)整需拆開密封外殼通過調(diào)節(jié)彈簧進(jìn)行力矩值調(diào)整的狀況。

3、電動(dòng)閥門的故障診斷和處理的智能化。智能化電動(dòng)閥門應(yīng)具有完善的故障自診斷功能。通過在閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上裝載附加傳感器，可以起到對(duì)電動(dòng)閥門的故障診斷的作用。必要時(shí)，還可以通過在電路方面設(shè)置各種檢測(cè)功能，如智能電動(dòng)閥門可以辨識(shí)出負(fù)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制指令與執(zhí)行情況不符時(shí)，可立即控制接觸器將相序反接，實(shí)現(xiàn)相序同步；智能化電動(dòng)閥門還可以檢測(cè)三相電流，檢測(cè)到斷相后立即停止閥門電機(jī)。

4、整體結(jié)構(gòu)的一體化。電動(dòng)閥門的智能化進(jìn)程中，離不開閥門和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)。通過一體化結(jié)構(gòu)，把閥門的整個(gè)控制回路裝在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表中，使控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、操作和維護(hù)等工作大為簡化，也減少了因信號(hào)在傳輸中的泄漏和干擾等因素對(duì)系統(tǒng)的影響，提高了可靠性。

本文介紹了電動(dòng)閥門智能化研究的必要性和可行性，根據(jù)電動(dòng)閥門智能化的現(xiàn)狀，總結(jié)了智能電動(dòng)閥門的特征。目前，我國在電動(dòng)閥門的智能化建設(shè)方面與發(fā)達(dá)國家還有比較的差距，因此只有遵循電動(dòng)閥門智能化的特征要求，生產(chǎn)設(shè)計(jì)更高水平的產(chǎn)品，才能在國際市場(chǎng)上占有一席之地。