一、引言
   隨著機電一體化的趨勢，以及微電子技術和計算機技術的發(fā)展，這些電動閥在使用中出現(xiàn)了越來越多的問題。如控制精度低、現(xiàn)場調試不方便、故障診斷方法不完善等，使原電動閥越來越不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，將被淘汰。因此，有效改造重要的工業(yè)機械產品電動閥，提高其智能化程度，使其控制過程計算機化、數(shù)字通信功能、智能故障診斷處理、遠程檢測具有重要意義。
   2.智能電動閥的研究意義
   閥門的實際閥位只有三個位置：開關和中間位置。閥位由閥門電機的輸出扭矩控制。目前，我國通常采用行程開關控制閥門電機和扭矩開關起保護作用的工作模式。然而，行程開關和扭矩開關通常安裝在電動執(zhí)行機構上，因此閥位信號不能直接從閥軸上獲得，這使得閥位的指示值只是一個大致值，導致閥門關閉不嚴或打開不到位。輸出扭矩選擇過小難以啟閉，容易電動燒毀；如果輸出扭矩選擇過大，一旦電動執(zhí)行機構的控制失敗，很容易損壞閥門的局部結構。因此，該控制模式不能直接控制閥門的開關和調整，控制精度相對較低。
   另一方面，在這種工作模式下，直接行程截止閥和閘板的長期運動壓迫管道內壁形成微凹槽，會導致閥門關閉不嚴，造成泄漏。泄漏是工業(yè)污染源之一。閥門泄漏會增加介質外流的消耗，增加成本，降低企業(yè)的經(jīng)濟效益。易燃、易爆、有毒、有害介質泄漏容易發(fā)生火災、爆炸、中毒、人身傷亡等事故。強腐蝕性介質泄漏會加速工廠和設備的腐蝕速度，縮短使用壽命。因此，泄漏的存在嚴重威脅著安全生產，甚至使生產無法進行。因此，閥門的泄漏問題不容忽視。閥門泄漏的解決方案一直是從閥門開始的。優(yōu)化閥門結構的設計，根據(jù)不同的工藝條件合理選擇制造閥門的材料，提高閥門生產過程中的質量控制水平，并根據(jù)化工生產過程中的各種工藝條件優(yōu)化閥門的選擇。雖然這些方法可以有效地消除泄漏問題，但也可以通過改變閥門的電機反饋來有效地控制閥門位置。
   3.電動閥智能研究的現(xiàn)狀
   1.電動閥門的智能研究現(xiàn)狀。電動閥門由閥門和電動執(zhí)行機構組成，但到目前為止，這兩部分的生產仍由不同的制造商生產。制造商之間缺乏技術溝通，只是為了提高產品的質量，而忽略了整體兩部分的完整問題。此外，雖然現(xiàn)在有了各種閥門的技術標準和電動執(zhí)行機構的行業(yè)標準，但電動閥門的技術標準或標準在完整后并不統(tǒng)一。這些都導致了電動閥門的完整問題，缺乏相應的依據(jù)。另一方面，就電動閥門的結構而言，閥門的結構相對簡單，而電動執(zhí)行機構的結構相對復雜。因此，越來越多的人關注電動執(zhí)行機構，并致力于提高其智能水平。忽視閥門本身的智能水平，使兩者的智能水平發(fā)展不平衡，完整后的智能水平不高。
   2.電動執(zhí)行機構的智能研究現(xiàn)狀。近年來，隨著微電子、計算機、通信網(wǎng)絡技術和機電一體化技術的快速發(fā)展，閥門電動執(zhí)行機構發(fā)展迅速，一些國內外制造商推出了嚴重妨礙現(xiàn)場總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行機構。這些智能閥電動執(zhí)行器采用微處理器系統(tǒng)，所有控制功能都可以通過編程實現(xiàn)。目前，國際國內先進的智能閥電動執(zhí)行機構產品主要包括：
   2.1 IQ智能電動執(zhí)行器系列。英國羅托克（ROTORK）20世紀90年代，該公司推出了智能電動執(zhí)行器（IQ與普通執(zhí)行器相比，該系列具有以下特點：（1）方便的參數(shù)遙控設置功能。在投入使用前，只要使用制造商提供的專用設置工具，就可以對準執(zhí)行器進行參數(shù)遙控設置。它不僅簡化了設置工作程序，而且提高了設備的安全運行，特別是那些需要防爆的地方；（2）豐富的在線顯示功能。采用液晶顯示技術和內置液晶顯示板，不僅能準確顯示閥門開啟、關閉狀態(tài)和正常閥門開啟，還能顯示參數(shù)設置或執(zhí)行器故障時的重要信息；
   2.2 ONTRAC MOE700/MME800 系列智能電動執(zhí)行器。該系列智能電動執(zhí)行器是德國重慶川儀十廠H＆amp公司（現(xiàn)屬ABB集團)引進推出。MOE700系列是數(shù)字調節(jié)-S2控制模式，MME800是一種連續(xù)調節(jié)-S4控制模式。采用機械自鎖渦輪和蝸桿結構、三相電機變頻驅動、智能監(jiān)控和數(shù)字檢測技術。其運行速度和扭矩可設置在線或離線寬范圍內，標準化程度高。功能強大，使用簡單，維護量小，配備不同的減速裝置，可輸出角位移（扭矩可達4萬Nm)和直線位移(推力可達800KN），驅動各種閥體或擋板。
   2.3 IKZL智能電動執(zhí)行器。IKZL智能電動執(zhí)行器由上海自動化儀表有限公司自動化儀表十一廠開發(fā)。采用現(xiàn)代高效單片MCU控制單元由外圍芯片組成，接收統(tǒng)一的標準直流信號，最終驅動交流電機輸出相應的直線位移。該機構可方便地與調節(jié)閥配套成自動調節(jié)閥，具有調節(jié)閥本身所需的各種動作轉換功能，適用于電力、冶金、石油、化工、輕工業(yè)等工業(yè)部門。
   上述智能閥電動執(zhí)行機構的特點是：機電一體化結構逐漸取代組合結構，智能控制技術逐漸取代純電子控制技術，通信技術功能逐漸取代無通信技術，數(shù)字控制模式逐漸取代傳統(tǒng)的模擬控制模式，紅外遙控非接觸調試技術逐漸取代接觸手動調試技術。
   4.電動閥智能化的特點
   市場需求和電動閥本身的發(fā)展使電動閥的智能過程是必要的。同時，機電一體化的趨勢，以及微電子技術和計算機技術的快速發(fā)展，為電動閥的智能發(fā)展提供了技術保障。智能閥主要包括以下特點：
   1.電動閥的通信數(shù)字化。智能閥電動執(zhí)行機構采用電載波與上位機連接，電動執(zhí)行機構接收上位機發(fā)送的數(shù)字信號，電動執(zhí)行機構控制器根據(jù)收到的信號控制電動執(zhí)行機構，使電動閥工作模式更加靈活。
   2.閥門控制過程的計算機化。通常，執(zhí)行機構根據(jù)來自控制系統(tǒng)的微處理器的控制信號驅動閥門，以調整閥門的開度來調整流量和壓力。如果在電動執(zhí)行機構中增加了智能控制伺服放大器，則增加了給定值控制功能。智能控制器的使用可以改變以往機械扭矩控制開關的動作值調整。
   3.智能電動閥的故障診斷和處理。智能電動閥應具有完善的故障自診斷功能。通過在閥門電動執(zhí)行機構上安裝額外的傳感器，可以在電動閥門的故障診斷中發(fā)揮作用。必要時，還可以在電路中設置各種檢測功能，如智能電動閥可以識別負轉矩，當發(fā)現(xiàn)控制指令與執(zhí)行不一致時，可以立即控制接觸器反接相序，實現(xiàn)相序同步；智能電動閥還可以檢測三相電流，檢測斷開后立即停止閥電機。
   4.整體結構的集成。在電動閥的智能化過程中，與閥門和電動執(zhí)行機構的集成設計是分不開的。通過集成結構，在現(xiàn)場儀表中安裝閥門的整個控制電路，大大簡化了控制系統(tǒng)的設計、安裝、操作和維護，減少了信號傳輸中泄漏和干擾對系統(tǒng)的影響，提高了可靠性。
   五、結語
   本文介紹了電動閥智能研究的必要性和可行性。根據(jù)電動閥智能化的現(xiàn)狀，總結了智能電動閥的特點。目前，我國電動閥智能化建設與發(fā)達國家仍存在差距。因此，只有遵循電動閥智能化的特點，生產設計更高水平的產品，才能在國際市場占有一席之地。