智能電氣閥門定位器是智能氣動執(zhí)行器的核心控制部件，其采用了先進的集成電路控制技術，配合氣動執(zhí)行器中其他設備實現(xiàn)對工業(yè)機械的全方位控制，提高實際生產效率;同時其克服了傳統(tǒng)閥門定位器的缺陷，提高了調節(jié)閥門控制的速度和精確度，使閥門的控制更加精確和完善。現(xiàn)從電氣閥門定位器的發(fā)展歷史出發(fā)，探討智能電氣閥門定位器的研制及實際應用。

　　智能電器閥門定位器是閥門定位器發(fā)展史上的一個里程碑，它克服了傳統(tǒng)閥門定位器耗能大、速度慢的缺陷，大大地提高了工業(yè)生產的工作效率。智能電氣閥門定位器耗能低、功率大，在國外已較為普遍的研發(fā)應用，其技術也在應用的基礎上不斷進行革新升級。我國智能電氣閥門定位器的研發(fā)和應用起步較晚，目前，應用較普遍的仍是20世紀80年代傳統(tǒng)的電氣閥門定位器，其已越來越不能滿足我國工業(yè)化進程的要求。為了進一步完善工業(yè)機械控制系統(tǒng)，做好智能電氣閥門定位器的研制工作迫在眉睫。

1、智能電氣閥門定位器的發(fā)展及其在我國的應用

　　氣動閥門定位器在不同階段有著不同的技術特點，初期的氣動閥門定位器是利用力的平衡原理，這種定位器工作時易磨損、速度較慢、精度較低，在安裝過程中需要經(jīng)歷一個復雜而冗長的過程，不能保證達到預期的控制效果。而且這種閥門定位器缺乏靈活性，不能根據(jù)各程序的需要進行靈活的調節(jié)，給相關工作帶來了極大的不便。隨著時代的發(fā)展，新型的閥門定位器應運而生，在技術上逐漸替代了傳統(tǒng)閥門定位器，使其性能得到極大的提高。目前，我國機械制造業(yè)中對閥門定位器的應用還處于轉型階段，智能電氣閥門定位器并沒有得到普及，傳統(tǒng)結構的電氣閥門定位器依然占有較大比例。為了滿足現(xiàn)階段我國大規(guī)模工業(yè)化需求，我國正積極進行智能電氣閥門定位器的研發(fā)和應用推廣工作，這對提高我國工業(yè)機械的綜合生產能力有很大的幫助。從某種意義上講，智能電氣閥門定位器代表了工業(yè)發(fā)展的新方向，我國必須跟上這一發(fā)展主流。

2、智能電氣閥門定位器的研制方向

　　智能電氣閥門定位器的研發(fā)主要從以下幾個方面入手：

　　(1)二線制智能執(zhí)行器的電源設置;

　　(2)取樣電路的設置;

　　(3)構建基于MSP430單片機的控制系統(tǒng);

　　(4)電氣轉換控制部分;

　　(5)閥位反饋單元。

　　我們只有從以上幾方面入手進行深入研究，結合工業(yè)生產對調節(jié)控制技術提出要求，并在實際機械控制作業(yè)中對智能電氣閥門定位器技術進行有針對性的研發(fā)，才能不斷完善，加速其應用和普及速度。

3、智能電氣閥門定位器的相關技術

　　智能電氣閥門定位器的技術難點主要包括：超功耗電源電路的設計、超低功耗MSP430單片機系統(tǒng)的設計以及取樣電路的設計3大部分。電源電路是控制電路設計中不可忽視的環(huán)節(jié)之一，電源電路設計的合理與否直接影響整個控制系統(tǒng)的耗電量及運行效率。在設計單片機系統(tǒng)時，首先要根據(jù)單片機的特性，合理優(yōu)化整個系統(tǒng)，將多個環(huán)節(jié)銜接起來，從整體考慮如何優(yōu)化設計，結合整個軟件系統(tǒng)將設計進行到底。新型的閥門定位器之所以優(yōu)越于傳統(tǒng)的氣動閥門定位器，耗能小是最主要的優(yōu)點。因此在取樣電路的設計中也要充分考慮能耗的大小，應用單電源以減少耗能。尤其是在取樣電路的設計過程中，低端電流檢測極易引入外來的電阻，對控制系統(tǒng)具有較大的破壞性，如何解決這一問題具有較高的技術難度，需要技術人員投入一定的精力進行攻關。

4、智能電氣閥門定位器的應用優(yōu)勢

　　智能電氣閥門定位器隨著時代的發(fā)展應運而生，它具有廣闊的發(fā)展空間和應用前景，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　(1)在石化原料生產的過程中，智能電氣閥門定位器的高精度性可以提高其生產的質量和速度。

　　(2)可使用智能電氣閥門定位器改善總體的生產及加工系統(tǒng)，進而改善控制系統(tǒng)，克服落后技術造成的負面影響。

　　(3)在其他的工業(yè)領域，例如石油、冶金、化工方面都可以充分發(fā)揮其作用，使其更好地服務于社會。

　　(4)智能電氣閥門定位器使生產加工的過程變得更加簡潔、高效率，在生產加工過程中提高了安全性，也取得了更大的經(jīng)濟效益。

5、智能定位器的調試

　　智能電氣閥門定位器在控制過程中利用智能閥門的特性可以實現(xiàn)高效率的調節(jié)，從而確保和增加生產及加工的精確性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)機械設備更好的運轉。調節(jié)閥是控制體系中的終端，其一旦發(fā)生故障，將對整個裝置的安全性能產生巨大影響，影響設備的穩(wěn)定運行。而運用智能閥門定位器就可以方便、快捷地改善調節(jié)閥的整體性能和流量特性，并通過和DCS系統(tǒng)以及總線設備進行實時數(shù)字信息的傳遞或通訊，以保障裝置的穩(wěn)定性和安全性，確保生產的順利進行。下面以智能電氣閥門定位器在氣動執(zhí)行器中的應用為例進行簡要說明。

5.1、調試準備

　　檢查定位器與執(zhí)行器是否準確連接，并接線正確，定位器是否提供1.4×105～7×105Pa的工作氣源和18～35V電壓源或4～20mA電流源。在操作過程中，通過3個按鍵檢查執(zhí)行器在全部調整范圍內是否可以自由移動，然后移動執(zhí)行器使桿達到水平位置，這時顯示屏將顯示一個48%～52%之間的值，這樣定位器就能夠較為準確地測定桿的位移，進而調整定位器連桿。

5.2、自動或手動進行初始化

　　氣動執(zhí)行器，其初始化的過程實際上是定位器微處理器采集執(zhí)行器數(shù)據(jù)的過程，從理論上講，是定位器與執(zhí)行器相匹配的過程。在數(shù)據(jù)采集過程中，定位器能自動測定和設置執(zhí)行器的作用方向、行程時間以及大多數(shù)的執(zhí)行參數(shù)，少數(shù)參數(shù)需要技術人員根據(jù)實際需要進行手動設置。

5.3、復制初始化數(shù)據(jù)，定位器更換

　　當某臺定位器出現(xiàn)故障，需要更換，而工藝系統(tǒng)又不允許對定位器進行初始化時，可以使用這一功能對定位器進行調試。采用一臺未經(jīng)初始化的定位器與當前執(zhí)行器進行連接，用HART通信器從需要更換的定位器中采集數(shù)據(jù)，并復制到新定位器上，待工藝系統(tǒng)停運時，再對該定位器進行初始化，這樣數(shù)據(jù)沒有丟失，工藝系統(tǒng)可以正常運行。

5.4、定位器的綜合適應能力

　　如何保證智能電氣閥門定位器在極端高溫或低溫環(huán)境以及震動強烈的管道或強輻射、強磁的環(huán)境中能夠正常工作，是智能電氣閥門定位器未來的發(fā)展方向。針對這方面的問題，國內研究人員開發(fā)了將閥位傳感器與智能定位器進行分離式安裝的技術，在一定程度上起到了穩(wěn)定智能電氣閥門定位器工作狀態(tài)的作用。但在目前的技術水平下，雖然可以保證極端環(huán)境下智能電氣閥門定位器的正常工作，但也大大降低了智能閥門的使用壽命。這種技術并不能從根本上解決智能電氣閥門定位器在惡劣作業(yè)環(huán)境中的高損耗問題。因此，作為衡量智能電氣閥門定位器性能的重要指標，提高智能電氣閥門定位器對極端環(huán)境的適應能力至關重要。

6、結語

　　智能電氣閥門定位器的出現(xiàn)具有劃時代的意義，其應用普遍提升了工業(yè)制造業(yè)的生產及加工效率，提高了生產力水平，促進了生產關系的協(xié)調發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科技的不斷進步，包括CPU在內的新型器件的不斷更新和應用，推動了智能電器閥門定位器的性能的提升，其精度和應用范圍也不斷擴大，前景廣闊。針對我國工業(yè)生產的現(xiàn)實要求，在實際應用中還應選擇控制效果更好，能夠充分匹配調節(jié)回路，能夠適應特殊環(huán)境要求且使用壽命較長的智能電氣閥門定位器。這樣，才能在實際應用中使其性能得到充分的發(fā)揮，進而帶動工業(yè)和其他相關行業(yè)的發(fā)展。

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