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控制閥自動化的行業趨勢--增強功能有助于更好地優化
來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2018-10-11 08:42:09【小中大】
用于逃逸排放監測的先進解決方案使過程工廠能夠安排閥門維護，以最大限度地減少其設施的空氣污染并避免罰款。
控制閥自動化在過去幾年中取得了重大進展。雖然控制閥本身基本不變，但更重要的是自動化和精確定位這些儀器。
本文由上海自動化儀表股份有限公司介紹了控制閥自動化在現代過程工廠中的重要性，以及確保最佳閥門性能的考慮因素。在選擇自動化閥門的設備或技術時，會有許多因素發揮作用。它們包括特定的應用要求，電氣認證，安全完整性等級（SIL），數字協議與傳統模擬通信等。
介紹
閥門定位器是過程回路的最終控制元件的關鍵部件 - 控制閥。定位器將電信號轉換為氣動信號，以控制執行器的位移。這最終使閥門響應于可變過程控制信號而保持在中間位置。
控制閥定位器制造商必須滿足嚴格的效率，可靠性和降低能耗要求，同時生產滿足行業要求的經濟型儀器。需要預測診斷是對閥門定位器的需求。在閥門，控制信號和定位器成為災難性事件并關閉工廠之前，預測閥門，控制信號和定位器的故障至關重要。
最近的進展
控制閥行業的創新速度不如其他以技術為中心的領域。設計師不再是獨創性的重大突破，而是隨著時間的推移慢慢適應和改進產品，提供緩慢但恒定的進展速度。
在過去的十年中，智能和數字閥門定位器的發展已經超過了機械和電動氣動系統的性能。數字通信協議的進步使智能控制器技術能夠取得進步并集成更復雜的功能。
例如，定位器制造商正在擺脫需要與閥桿直接接觸的設計，以便向定位器反饋，以支持非接觸式霍爾效應傳感器技術。通過促進從傳統的糾正和基于計劃的維護到預測性維護的過渡，設備診斷的改進發揮了重要作用。帶閥門定位器的診斷變得更加復雜，并且能夠測試閥門以確定是否需要維護或更換。
諸如數字現場總線協議和低功率中央處理單元之類的發展加速了閥門定位器作為計算機的發展。正如過程傳感器和控制器獲得智能功能一樣，閥門定位器和控制器也遵循相同的路線。
智能控制閥定位器的引入具有趨勢，診斷，報警狀態等內部功能，在許多情況下無需外部軟件。這種方法對于最終用戶來說更安全，更安全，因為必須在閥門定位器上進行物理設置更改。此外，在定位器中而不是在分布式控制系統軟件中保持閥歷史數據確保如果定位器從服務中移除則不會丟失有價值的信息。本地配置定位器的能力還消除了對昂貴的手持設備的需求。
自動閥門監控中的一些最重要的創新涉及供氣（即，測量和記錄定位器的供氣壓力，如果降至設定壓力以下則發出警報），輸出空氣（即測量和記錄輸出）對于執行器的空氣壓力，如果在一段時間后不存在則發出警報），排放（即，如果存在泄漏，則檢測控制閥的波紋管部分中的泄漏并關閉閥門而無需外部控制），和緊急關閉（ESD）電磁閥（即，測試和確定電磁閥是否會在緊急情況下按要求運行）。
對自動閥門技術的一個特別重要的改進是部分行程測試（PST），定位器內的一個功能是將ESD閥門從100％打開移動到預定位置（80％）然后再回到100％。這表明閥門將在需要時移動。新技術允許工廠從外部源執行PST或基于設定的間隔自動執行PST，報告指示測試的通過 - 失敗結果。
此外，當前一代智能定位器可利用離散輸入和離散輸出來觸發輸出以進行控制，而閥門摩擦監測則指示閥門中摩擦力的增加或減少以及其引起的滯后類型。
智能和數字閥門定位器的持續發展對工廠效率，整體盈利能力和資產生命周期成本產生了巨大影響。
至于儀器和系統健康狀況的改進，可以進行閥門特征測試，以準確評估閥門內部組件的狀況。這有助于消除不必要的設備服務，備件購買和閥門更換。趨勢和直方圖可以在后臺運行以跟蹤定位器性能，并且警報狀態列表可以提供警報記錄。這些高級功能使過程工廠規劃人員能夠確定其儀器資產的整體運行狀況，然后制定有效的維護策略。
一些定位器制造商率先推出了用于逃逸排放監測的先進解決方案，這有助于避免閥門波紋管密封和填料的失效 - 以及排放有害氣體的可能性。這些解決方案使得定位器能夠在內部感測波紋管密封殼體，打開或關閉閥門，或者如果壓力變得太大則將其移動到預定位置。如果定位器檢測到泄漏，它可以發出警報，提醒操作員閥門的狀態。通過泄漏監測盡早發現逸散性排放，工廠可以立即安排維護，以最大限度地減少空氣污染并避免罰款。
最后，能源消耗是工業設備的關鍵問題。控制系統曾經設計為電源電流為當前要求的1 1/2倍，為各個回路供電。工廠逐漸增加對每個輸入/輸出機柜的功耗要求，以至于它影響現場儀表。儀器制造商通過開發新的節能定位器設計來應對這種情況。早期的閥門定位器需要大約2到3瓦（W）才能運行，而當前一代定位器需要1/2到3/4 W即使具有高級功能也能運行。
選擇正確的解決方案
現代控制閥定位器設計允許它們用作開關裝置或用于控制的任何組合，包括調節，調制，混合或甚至隔離。閥門定位器是高度工程化的儀器，不應被視為商品。解決控制閥性能對工廠效率，整體盈利能力和資產壽命周期成本產生巨大影響。
上海自動化儀表有限公司對控制閥有兩個主要要求：易用性和成本效益。
然而，在選擇自動化閥門的設備時，會出現一些關鍵因素：
具體應用要求；
防爆；
本質安全；
遠程安裝；
高溫；
低溫；
電氣認證；
調頻；
CSA；
ATEX；
usCSA / FM；
SIL等級；
安全系統。
通信推動復雜工業設施的自動化。控制閥定位器必須能夠與所有公認的現場設備協議通信，范圍從傳統模擬到HART，Modbus，Profibus，基金會現場總線和工業以太網。
集成數字通信的閥門定位器技術為工廠操作員提供了對關鍵資產的更大可見性和控制。智能閥門定位器在提高工廠性能和提高運營效率方面提供了增強的功能和實用優勢。
數字定位器受歡迎的主要原因是它們可以做的不僅僅是控制閥門的位置。最新的定位器還可以收集有關閥門的數據，以自動提醒用戶其性能和裝配。
展望未來
對日益增長的經濟，環境和競爭壓力的自然反應是使自動化技術現代化，許多公司正在投資于功能強大，最先進的控制儀器。
技術可用于幫助過程工廠簡化操作并提高其效率。一個例子是閥門自動化。自動閥門解決方案供應商開發功能以滿足不斷變化的行業要求。新形式的通信即將到來，以及滿足其他診斷要求的工具。從氣動線性控制閥到電動線性控制閥的轉換正在醞釀之中。
控制閥非常適合數字智能，它們可能是成功的工廠資產管理戰略中最重要的元素之一。借助更智能的閥門自動化功能，最終用戶可以在故障發生前更好地診斷和修復問題。
結論
增強的控制閥自動化幫助上海自動化儀表股份有限公司不斷提高過程效率和產品質量，同時保護人員，工廠和環境。
最新一代智能控制閥定位器使工業組織能夠在本地進行更多診斷，并以更低的成本更好地了解整體閥門性能。
任何在閥門上使用定位器的決定都應該由知識淵博且經驗豐富的控制閥專家做出，他們可以就適當的定位器類型和安裝技術提出建議，這對于優化控制閥至關重要。
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