电气阀门定位器原理 [智能电气阀门定位器的研制]

　　【摘 要】随着工业水平的不断提高，工业生产对阀门的控制要求越来越高，传统的气动阀门技术繁琐，调试麻烦，控制精确度低，已经不能适应现在工业控制自动化和智能化的要求了。本文将简单介绍智能电气阀门定位器的研究方向，阐述一些相关的技术难点，以及说明智能电气阀门定位器应用优势和调试。
　　【关键词】智能电气阀门定位器；技术难点；阀位控制
　　阀门定位器是调节阀的主要附件之一，是提高阀门控制精度和控制速度的关键器件，一定程度上是一个国家工业水平的反映。近些年我国很多企业都进行了技术改造和技术引进，为满足国内市场对智能电气阀门定位器的需求，很多单位进行了大量投资，进行相关技术的攻关。
　　1 智能电气阀门定位器的原理和应用
　　电气阀门定位器是控制阀的主要附件，肩负着控制阀精度和速度的控制。一般的定位器都是把阀杆的位移信号作为输入量，同时也是反馈信号量，通过控制其设定被控量的值。智能定位器都有微控制器控制，微控制器可以比较输入量和设定值，一旦两者出现偏差，微控制器就会给出动作命令，控制执行机构执行命令，这样在输出信号和阀杆位移之间建立一种对应关系，使系统实现反馈调节。
　　气动阀门定位器是工业中常用的元件，对于大规模的工业生产线有着重要作用。由于工行生产的各个阶段需求不一样，对气动阀门定位器的要求也不一样。初期的气动阀门定位器主要是依靠平衡原理制造，这种定位器的控制精度以及反应速度都是比较差的，而且在安装过程中需要复杂的程序，调试更是麻烦，往往不能达到预期效果。在使用中早期的气动阀门又缺乏灵活性，对于一些调节工作影响巨大，越来越成为工业自动控制的瓶颈。当然，工业阶段的初期，对控制精度的速度要求也是比较低，随着工业生产需求的提高，新型的电气阀门应运而生，在技术上逐渐替代了传统的阀门定位器，但是在实际应用中取代传统的阀门定位器还需要市场的检验。目前，我国工业生产中气动阀门定位器的市场占有率还是高于智能电气阀门定位器，但是从近些年的数据统计来看，市场占有率正在向智能电气阀门定位器倾斜。
　　2 智能电气阀门定位器的发展方向和技术
　　智能电气阀门定位器的出现是工业水平发展的必然，随着现在工业的智能化和自动化水平越来越高，智能电气阀门定位器具有广阔的发展空间和市场，在实际应用中智能电气阀门定位器有巨大优势。在一些石化原料的生产中，智能电气阀门定位器的高精度将发挥重要作用，其配合传动装置可以严格控制产品中各种元素的量，提高产品的质量。对于很多企业 ，落后的生产线和控制技术极大地限制了工厂的产量，落后的技术需要大量的人力来弥补不足，而且落后的生产线往往能耗很大，政府对能耗的限制也越来越高，智能电气阀门定位器的应用可以极大地实现技术改造，提高生产线的产量。智能电气阀门定位器往往能够简化一些生产工序，提高生产的安全性能。另外，智能电气阀门定位器的应用领域广泛，在一些重要的行业，例如石油、能源、石化、冶金等的应用有重要意义，对于国家的工业都有重要意义。
　　由于智能电气阀门定位器具有广阔的市场，在应用中也是有巨大优势，各个研究单位也是投入大量精力。根据市场的需求，下一代智能电气阀门定位器的研究方向有以下几点：二线制智能执行器的电源设置；取样电路的设置；构建基于MSP430单片机的控制系统； 电气转换控制部分； 阀位反馈单元。这几点是比较全面的，但是各个行业的要求也是不同，不同的机械装置对于智能电气阀门定位器的技术要求也是不同，要根据实际的需求进行研制。
　　根据上面总结的研制方向，可以总结目前智能电气阀门定位器研制的技术瓶颈，主要的难点有以下三个方面：电源电路的设计、取样电路的设计、超低功耗控制器系统的设计，可以说这三个设计是目前智能电气阀门定位器最大障碍。任何一个产品，电源设计都是至关重要，对控制部分的正常工作，对产品性能的发挥有着重要意义，一旦供电部分出现问题，产品可能就废了。而且现在市场对功耗问题要求非常严格，也是电源电路设计的难点。为控制系统的设计，主要解决的问题就是，各个功能如何实现，以及各个模块的衔接问题，包括一些软件的设计。控制器一般都是MSP430单片机，它的功耗也是很重要的问题。取样电路的设计，这部分最终的问题就是功耗，因为整个定位器最主要的功耗都在于此，单电源供电可以减少功耗，但是低段电流引入电阻会对系统构成威胁。这些问题还需进一步研究解决。
　　3 智能定位器的调试
　　智能电气阀门定位器在控制过程中利用智能阀门的特性可以实现高效率的调节，从而确保和增加生产及加工的精确性和稳定性，实现机械设备更好的运转。调节阀是控制体系中的终端，其一旦发生故障，将对整个装置的安全性能产生巨大影响，影响设备的稳定运行。而运用智能阀门定位器就可以方便、快捷地改善调节阀的整体性能和流量特性，并通过和DCS系统以及总线设备进行实时数字信息的传递或通讯，以保障装置的稳定性和安全性，确保生产的顺利进行。调试一般包括调试准备、自动/手动初始化、复制初始化数据，更换定位器、定位器综合性能测试。
　　定位器的调试主要的目的还是检测性能，观察定位器在实际应用中的响应，在调试中除了要观察常规项目的数据，还要根据工厂的实际情况，观察一些特殊的指标，也就是观察综合性能的数据。如何保证智能电气阀门定位器在极端高温或低温环境以及震动强烈的管道或强辐射、强磁的环境中能够正常工作，在这些环境下生产的工厂一定要对相关的性能有更深入的了解。 可以说特殊环境下的定位器也是现在研制的一个方向，也是难点所在，目前成熟的技术国内外都不多，所以无论是研制还是应用都需要进行相应的调试，严格要求性能，确保应用的安全。
　　结束语
　　智能阀门定位器数字化、通信化、智能化以及支持现场总线的特性，给工业自动化生产带来了深刻的变革，代表了气动执行器技术的发展方向。本文介绍了电位器的发展和智能电气阀门定位器的优势，总结了智能电气阀门定位器的研究方向和技术难点，最后说明了智能电气阀门定位器的调试。
　　参考文献
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