一、引言
    隨著(zhù)機電一體化的趨勢，以及微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，這些電動(dòng)閥門(mén)在使用中出現越來(lái)越多的問(wèn)題。比如控制精度不高、現場(chǎng)調試不方便、故障診斷方法不完善等，這就使得原有的電動(dòng)閥門(mén)越來(lái)越無(wú)法適應現代工業(yè)發(fā)展的需要，必將被淘汰。因此對電動(dòng)閥門(mén)這一重要的工業(yè)用機械產(chǎn)品進(jìn)行有效的改造，提高其智能化程度，使其控制過(guò)程計算機化、通訊功能數字化、故障診斷處理智能化、檢測遠程化，都有著(zhù)非常重要的意義。

二、電動(dòng)閥門(mén)智能化研究意義
    閥門(mén)實(shí)際閥位只有三個(gè)位置：開(kāi)、關(guān)和中間位置，閥位由閥門(mén)電機的輸出轉矩來(lái)控制的。目前我國通常采用行程開(kāi)關(guān)控制閥門(mén)電機、力矩開(kāi)關(guān)起保護作用的工作模 式。但是，行程開(kāi)關(guān)和力矩開(kāi)關(guān)通常安裝在電動(dòng)執行機構上，因此閥位信號不能直接從閥門(mén)軸上獲得，這就使得閥位的指示值只是一個(gè)大概值，從而導致閥門(mén)關(guān)不嚴 或者開(kāi)不到位。輸出轉矩選擇過(guò)小會(huì )造成被控閥門(mén)啟閉困難，這樣容易使電動(dòng)及燒毀；若輸出轉矩選擇過(guò)大，一旦電動(dòng)執行機構的控制失靈則極易造成閥門(mén)局部結構 破壞。因此，這種控制方式不能直接控制閥門(mén)的啟閉與調節，控制精度比較低。
    另外一方面，在這種工作模式下，對直行程截止閥和 閘板長(cháng)期動(dòng)作壓迫管道內壁形成微凹槽，會(huì )導致閥門(mén)關(guān)閉不嚴形成泄漏。泄露是工業(yè)污染源之一，閥門(mén)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)濟效 益下降。易燃、易爆、有毒和有害介質(zhì)外泄，則易發(fā)生火災、爆炸、中毒和人身傷亡等事故。強腐蝕介質(zhì)外漏，會(huì )加快廠(chǎng)房和設備的腐蝕速度，使用使用壽命縮短。 因此，泄漏的存在嚴重威脅著(zhù)安全生產(chǎn)，甚至使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。因此，閥門(mén)的泄漏問(wèn)題不容忽視。一直以來(lái)，對閥門(mén)泄漏的解決方法都是從閥門(mén)入手的。優(yōu)化閥門(mén)結 構的設計，根據不同的工藝條件合理選擇制造閥門(mén)的材料，提高閥門(mén)生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制水平，以及根據化工生產(chǎn)過(guò)程中各種的工藝條件優(yōu)化閥門(mén)的選型。盡管這 些方法有效的消除了閥門(mén)的泄漏問(wèn)題，但是如果能從改變閥位的控制方式入手，直接控制閥位，當閥門(mén)出現泄漏問(wèn)題時(shí)，通過(guò)控制的反饋量來(lái)對閥門(mén)電機控制的閥位 進(jìn)行補償，從而更加有效的控制閥門(mén)。同時(shí)，改變閥位的控制方式，也是滿(mǎn)足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。

三、電動(dòng)閥門(mén)智能化研究的現狀
    1.電動(dòng)閥門(mén)的智能化研究現狀。電動(dòng)閥門(mén)由閥門(mén)和電動(dòng)執行機構兩部分組成，但是，至今為止，這兩部分的生產(chǎn)還是由不同的廠(chǎng)家來(lái)生產(chǎn)的。各個(gè)廠(chǎng)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(wèn)題。另外，盡管現在已經(jīng)有了各類(lèi)閥門(mén)的分項技術(shù)標準以及電動(dòng)執行機構的行業(yè)標準，但并無(wú) “成套”后電動(dòng)閥門(mén)的技術(shù)標準或者標準不統一。這些都使得電動(dòng)閥門(mén)的“成套”出現問(wèn)題，缺乏相應的依據。另外一方面，就電動(dòng)閥門(mén)的結構而言，閥門(mén)的結構相 對比較簡(jiǎn)單，而電動(dòng)執行機構的結構相對比較復雜。因此，人們越來(lái)越多的把目光都偏向電動(dòng)執行機構，致力于提高其的智能化水平。而忽視了閥門(mén)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。
    2.電動(dòng)執行機構的智能化研究現狀。近年來(lái)，隨著(zhù)微電子、計算機、通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，閥門(mén)電動(dòng)執行機構獲得了快速發(fā)展，國內外一些廠(chǎng)商相繼推出了大礙現場(chǎng)總線(xiàn)通信協(xié)議的智能電動(dòng)執行機構。這些智能閥門(mén)電動(dòng)執行器采用微處理器系統，所有控制功能均可通過(guò)編程實(shí)現。當前，國際國內先進(jìn)的智能閥門(mén)電動(dòng)執行機構產(chǎn)品主要有：
    2.1 IQ系列智能電動(dòng)執行器。 英國羅托克（ROTORK）公司于90年代推出了智能型電動(dòng)執行器（IQ系列），與普通執行器相比具有如下特點(diǎn)：（1）便利的參數遙控設定功能。投入使用 前，只要使用由廠(chǎng)家提供的專(zhuān)用設定工具，對準執行器就可進(jìn)行參數的遙控設定。不僅簡(jiǎn)化了設定工作程序，還提高了設備安全運行性，特別是那些要求防爆的場(chǎng)所 尤為重要；（2）豐富的在線(xiàn)顯示功能。采用液晶顯示技術(shù)，利用內置式液晶顯示板，不僅可準確顯示閥門(mén)開(kāi)、關(guān)狀態(tài)和正常閥門(mén)開(kāi)度等，且在參數設定或執行器有 故障時(shí)，也能顯示出重要信息；
    2.2 ONTRAC MOE700/MME800 系列智能電動(dòng)執行器。該系列智能電動(dòng)執行器是重慶川儀十廠(chǎng)由德國H＆amp公司（現屬ABB集團）引進(jìn)并推出的。MOE700系列為數字調節型－ｓ2控制 模式，MME800為連續調節型－ｓ4控制模式，他們采用機械自鎖的渦輪、蝸桿結構，三相電機變頻驅動(dòng)和智能化監控、數字檢測技術(shù)，其運行速度和力矩可在 線(xiàn)或離線(xiàn)寬范圍設定，標準化程度高。具有功能強大，使用簡(jiǎn)單和維護量小的特點(diǎn)，配上不同減速裝置，可輸出角位移（力矩可達40000Nｍ）和直線(xiàn)位移（推 力可達80KN），驅動(dòng)各類(lèi)閥體或擋板。
    2.3 IKZL智能型電動(dòng)執行器。IKZL智能型電動(dòng)執行器由上海自動(dòng)化儀表股份有限公司下屬自動(dòng)化儀表十一廠(chǎng)研制。它采用現代高效單片MCU和外圍芯片組成控 制單元，接收統一標準直流信號，經(jīng)過(guò)運算處理后，最終驅動(dòng)交流電機輸出與之相對應的直線(xiàn)位移。該機構可方便與調節閥配套成自動(dòng)調節閥，具備調節閥本身所要求的各種動(dòng)作變換功能，適用于電力、冶金、石油、化工及輕工業(yè)等工業(yè)部門(mén)。
    以上幾種智能閥門(mén)電動(dòng)執行機構的特點(diǎn)是：機電一體化結構逐步取代組合式結構，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，數字控制方式逐步取代傳統的模擬控制方式，運用紅外遙控的非接觸式調試技術(shù)逐步取代接觸式手動(dòng)調試技術(shù)。

四、電動(dòng)閥門(mén)智能化的特征
    市場(chǎng)的需求以及電動(dòng)閥門(mén)自身發(fā)展的需要使得電動(dòng)閥門(mén)的智能化進(jìn)程是必要的，同時(shí)機電一體化的趨勢，以及微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，為電動(dòng)閥門(mén)的智能化發(fā)展提供了技術(shù)保障?，F今所指的智能化閥門(mén)主要包括以下幾個(gè)特征：
    1.電動(dòng)閥門(mén)的通訊數字化。智能化閥門(mén)電動(dòng)執行機構采用電力載波的方式與上位機相連，上位機送出的可尋址數字信號通過(guò)電力線(xiàn)被電動(dòng)執行機構接受，電動(dòng)執行機構控制器根據收到的信號對電動(dòng)執行機構進(jìn)行相應的控制，使電動(dòng)閥門(mén)工作方式更加靈活。
    2.閥門(mén)控制過(guò)程的計算機化。通常，執行機構按照來(lái)自控制系統的微處理器的控制信號驅動(dòng)閥門(mén)，從而來(lái)調整閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)調節流量和壓力。如果在電動(dòng)執行機構 中，增加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，可以改變以往機械性力矩控制開(kāi)關(guān)動(dòng)作值調整需拆開(kāi)密封外殼通過(guò)調節彈簧進(jìn)行 力矩值調整的狀況。
    3.電動(dòng)閥門(mén)的故障診斷和處理的智能化。智能化電動(dòng)閥門(mén)應具有完善的故障自診斷功能。通過(guò)在閥門(mén)電動(dòng)執行機構上裝載附加傳感器，可以起到對電動(dòng)閥門(mén)的故障 診斷的作用。必要時(shí)，還可以通過(guò)在電路方面設置各種檢測功能，如智能電動(dòng)閥門(mén)可以辨識出負轉矩，當發(fā)現控制指令與執行情況不符時(shí)，可立即控制接觸器將相序 反接，實(shí)現相序同步；智能化電動(dòng)閥門(mén)還可以檢測三相電流，檢測到斷相后立即停止閥門(mén)電機。
    4.整體結構的一體化。電動(dòng)閥門(mén)的智能化進(jìn)程中，離不開(kāi)閥門(mén)和電動(dòng)執行機構的一體化設計。通過(guò)一體化結構，把閥門(mén)的整個(gè)控制回路裝在一個(gè)現場(chǎng)儀表中，使控 制系統的設計、安裝、操作和維護等工作大為簡(jiǎn)化，也減少了因信號在傳輸中的泄漏和干擾等因素對系統的影響，提高了可靠性。

五、結語(yǔ)
    本文介紹了電動(dòng)閥門(mén)智能化研究的必要性和可行性，根據電動(dòng)閥門(mén)智能化的現狀，總結了智能電動(dòng)閥門(mén)的特征。目前，我國在電動(dòng)閥門(mén)的智能化建設方面與發(fā)達國家 還有比較的差距，因此只有遵循電動(dòng)閥門(mén)智能化的特征要求，生產(chǎn)設計更高水平的產(chǎn)品，才能在國際市場(chǎng)上占有一席之地。