閥門定位器是閥門的關鍵附件。智能閥門定位（wèi）器運用人工智能技術，實現電氣化信號的智能處理，是具有高靈敏度、高可靠性和參數可選擇性的數字係統。可以提高閥門動態（tài）響應特性（xìng），減少閥門位移測量的死區。

一、智（zhì）能（néng）閥門定位器及（jí）其工作原理

　　(一)閥門定位器的定義和特點

　　閥門定位器是一種用於調節閥上的主要附件。通（tōng）常來說又稱為氣動閥門定位（wèi）器。一般來說必（bì）須與氣動調節閥（fá）配套使用，才能（néng）正常運作。它的工作原理是接受調（diào）節器所（suǒ）輸出的（de）信號（hào），然後利用這一信號去控製氣動調節（jiē）閥。當調節閥根據信號的指示做出一定的（de）動作後，調節閥上的閥杆位置有一定的位（wèi）移，這一位移的動作（zuò）也會通過機器的（de）機械裝置（zhì）反饋到閥門的定位器，這（zhè）時閥門的狀況通過這一個（gè）回合的電信號傳給上位係統。閥杆位置移動的信號傳（chuán）輸至它，然後經過它的反（fǎn）饋，它將這種信號作為反饋信號。控（kòng）製器同樣會輸出一種信號，這種是一種輸出信號。這兩種（zhǒng）信號作為比較。如果這兩種信號（hào）出現了某種偏差，使其足以改（gǎi）變機械操作（zuò）的執行動作，輸出了執行（háng）動作的輸出信號（hào），會建立一種閥杆位置移動與控製器輸出信號之間的對應關係。這時，閥門（mén）定位器能夠組成一組以閥杆位（wèi）置移（yí）動為測量信（xìn）號，以控（kòng）製輸出為設定信（xìn）號的反饋控製係統。一般來說，閥門的（de）定位器結構按照其結構形式和工作原理可以分氣動閥門定（dìng）位器、電氣閥門定位器和智能式閥門定（dìng）位器。閥門定位器的作用（yòng）是增大調節閥的輸出（chū）功率，對於調節（jiē）信號快速傳遞很反映。對於閥杆來說，可以增加閥杆的移動（dòng）速度，閥（fá）杆移動是（shì）所（suǒ）產生的摩擦力帶來的平衡性（xìng）問題（tí）有很大改善。閥門的線性度（dù）可以（yǐ）通（tōng）過定位器裝置的反應（yīng）有很大的提高。對於（yú）閥門的正確定（dìng）位和機器的有效運行有巨大作用。

　　(二（èr）)智能閥門定位器（qì）的定義和工作原理

　　智能閥門調節定位器（qì）是一種不需要人工矯正和調整的，可以自動檢測所帶的調節閥零點、滿度、摩（mó）擦係數（shù）、自動設置控製參數的閥門定位器。它的工（gōng）作原理又和傳統的（de）閥（fá）門定位器（qì）工作原理有所區別。一般來說，後（hòu）者接受的（de）是來（lái）至控製係統的4～20mA模擬信號，然後通過（guò）驅動力，使電動機產生一定的電（diàn）磁力（lì），這種電磁力會作用於主杠杆。閥門器上閥位的變化一般來說主要經過反饋杆、凸輪、副杠杆和反饋彈（dàn）簧傳遞到要做出反應的主杠杆上。主杠杆上的（de）平衡直接影響擋板噴嘴機（jī）構，這（zhè）一機構受它的影響，經（jīng）過氣動放（fàng）大器來控製氣動執行機（jī）構的進氣與排氣（qì）這一一進一出的氣體反應。然（rán）後（hòu）才終達到已經設（shè）定的參數，及設定（dìng）點（diǎn）。簡單的來說，後者的主要工作原理主要是利用物理上的力平衡理論，來達到對於閥門（mén）的操控。

　　對前者，即智能閥門調節定位器來說（shuō）。它的工（gōng）作原理顯然與科學技術（shù）的發展和市場需（xū）求相關。它的工作原理（lǐ）主要是通過電子化、數字化的信號控製。這也是人工智能做明顯（xiǎn）用於工業生產的特點。它接受的是來自於控製係統的4～20mA閥位設定信（xìn）號（hào），然後通過（guò）軟件裝置和計算機係統進行高精確度的A/D采樣轉換，得到（dào）一個設定值的變量數字元素。閥門位置的變化在經過了閥門位置（zhì）所設置的反（fǎn）饋機構的（de）閥門（mén）位置（zhì）的電信號後，也需（xū）要經過A/D采樣轉換，計算出設定值的變量數字元（yuán）素和閥門位（wèi）置移動所產生的（de）變（biàn）量數值。這兩個數值經過微處理器（qì）的處理，後匯集成一個關於閥（fá）門位置變動的信（xìn）號。通過電子和電氣二者的（de）轉換，來達到（dào）氣動機（jī）構空氣狀態控製的目的。實際上這就（jiù）是不同於力平衡原理的數字平衡原理來對閥位進行（háng）位移控製。

　　實際上，整個智能閥門定位（wèi）器是（shì）一個控製回路（lù），它是由兩（liǎng）線（xiàn）和一（yī）個4～20mA信號來控製的。基於HART協議的雙向數字通信，是經過HART模件的送出然後（hòu）接（jiē）收和4～20mA疊加覆蓋在一起的數字信息（xī），可以實現跟微處理器雙向交流的數字通信。首先，模擬量的4～20mA信號會傳送（sòng）給微（wēi）處理器，在（zài）微處理器當中進行處理（lǐ），與閥位處的傳感器返回來的反（fǎn）饋信（xìn）息加以對比。微（wēi）處理器經過科學的計算，根據二者的偏差數值和方向變化進行控（kòng）製（zhì）計算，這（zhè）就是所謂的一級控製。然後向壓電閥發出相應的電控指令。壓電（diàn）閥根據這一指令做出（chū）開與合的（de）動作。壓電閥同時會使氣動放大器的輸出反（fǎn）饋給內（nèi）控製係統，再次（cì）與微處理器處理的信息進（jìn）行比較，這是二級控製（zhì）。通過兩級控製（zhì）的輸出信號會傳遞給執行機構，執行機構內空氣壓力的變化會指引閥門運動的行程。

二、智能閥門器的特點

　　調節閥作為（wéi）控製裝置的關鍵附件。要求改善和（hé）提高機器執行的性能。整個儀表裝置的發展使能夠提高控製水（shuǐ）平的地方（fāng）。所以把人工智能運用（yòng）到閥門控製當中，是必然要求。智能閥（fá）門定位器能夠集通訊能力（lì）、電氣轉（zhuǎn）換於一體。通訊協議能夠方（fāng）便（biàn）的獲取操作需要（yào）操作的（de）處理信息。通訊協議的另外一個（gè）好處即為可以隨時隨（suí）地進行信號與數據庫的對比，用來診（zhěn）斷發生故障的原因。與傳統的閥（fá）門定位器來比較，智能閥門定位器有較高的敏（mǐn）感（gǎn）度，能（néng）夠比較快速有效的捕捉到閥門位置（zhì）移動的變化，有比較穩定的可靠（kào）性。計（jì）算機設定的科學性參數比（bǐ）之傳統人工設（shè）定的參數值同樣具有比較代表性（xìng）的可選擇性。閥門控製容易出（chū）現的死區的問題，也能夠合理的處置死區狀（zhuàng）態下閥門（mén）控製狀態。與常規的定位器相比，通過比較精確的位置檢測裝置和定位器內部的人工智能計算機軟件（jiàn），對於（yú）儀表本身和隨之相（xiàng）關調節閥動作有一定的診斷功能。

　　由於在智能閥門定位器中引入（rù）了微處理器的技術，實現了人工智能。得益於電腦軟（ruǎn）件的強烈支持，可以實現以（yǐ）下（xià）功能。第一，人工智（zhì）能（néng）能夠支持自（zì）動調節，自動調節意味著可以實現儀（yí）表（biǎo）本（běn）身、機器本身、通訊處理（lǐ）器和（hé）電腦登一係（xì）列相關裝置（zhì）的零點和控製（zhì）進程的自我矯正。第二，智能數字閥門定位器具有與現場總線係（xì）統配置（zhì）的功能，可以通（tōng）過設（shè）定地址的參數來（lái）達到對地址（zhǐ）的數字化（huà）控製。第三，智能閥門控製器由於實現了智能控製，所以可以實現大規模的兼容模（mó）擬量、基於HART協議的信號、FF信號（hào）和（hé）其他通訊規程。同時由於（yú）實現了基於這些協議的信號出利空，能夠根據（jù）HART通訊方式和電腦查到所需檢測儀表的出廠信（xìn）息和參數。第四，由於利用的是電信號而不是力（lì）平衡的原理來實現控製，大大提高了信號的可靠（kào）性和（hé）穩定性。能夠對（duì）控製時間的（de）滯後性有迅速有（yǒu）效的處理。

三、智能閥門（mén）控製器的運用

　　與傳（chuán）統的利用力平衡原理的機械式定位（wèi）器不同，它是電（diàn）子（zǐ）科學、信息軟件、機械物理、科學計算法、流體力學、現代通訊等多門高端現（xiàn）代（dài）科學技術相結合的產品。中國自動化（huà）行業一直（zhí）在追求引進和模仿國外先進的自動化技術，但是（shì）同時也一直強調自主創新能力。但是國內（nèi）的工藝水平並不高，因為科學技術的門檻，國內的自動化行業（yè）機（jī）械式國產閥門定位器有一定的行業規模。但是對於科學技術要求較高的智能閥門定位器的市場來說，少數比較優秀的國際品牌所占據。比（bǐ）如電子（zǐ）技術發達的西門子公司生產的電氣智能閥門定位器一直被視為行業的頂尖（jiān）水平。在不同的（de）場合和環境運用不同的智能（néng）閥門定位器。智能閥門定（dìng）位（wèi）器可以分為單（dān）獨供電的和不單獨供電的兩種，因為定位（wèi）器自帶一（yī）個24VDC和一個4—20mA的電流信號，以便實現自檢。但是（shì）有的電位器就不需要提供供電即前（qián）者，隻需要後者（zhě）電流信號即可。在爆炸性（xìng）氣（qì）體的使用環境下，以便精確度的確（què）認和安全，比較適合用電氣智能閥門定位器（qì）。

　　智能閥門（mén）定位器的發展方（fāng）向是，儀表（biǎo）生產水平快速發展，各個廠家之間（jiān）生產的各自的（de）配套儀（yí）表出現一定的可以（yǐ）替代（dài）性。或者是（shì）出現類似於HART協議的新的通訊協議。多種協議的出現和並存，或（huò）者是出現一種公用的統一標準的（de）協議。

　　智能閥門定位器（qì）並不能（néng）完完全全消（xiāo）除調節閥偏離度（dù）中的（de）死區，從某（mǒu）種意義上來說，死區並不可能完完全（quán）全的消除，因為理論和實踐（jiàn）總是有差距的。更何況實踐和理論都存在死角，所以作為衡量調節閥偏離度的主要指標需要進（jìn）一步的消（xiāo）除。利用電氣測量閥位的方法可以消除反饋杆自身存在的死區。係統（tǒng）一體化在定位器中是另一一個智（zhì）能（néng）閥門定位器發展的方向，在定位器之（zhī）中加入各種控製功能（néng），不需要經過CPU的處理就可（kě）以達到直接（jiē）接受信號就可以達到係統（tǒng）控製（zhì）的（de）目的（de）。在智能閥門定位器中加入遙感技術，特別是（shì）在儀表之中（zhōng）安裝中運（yùn）用，可以減少儀表中（zhōng）電線裸露（lù）的時間，減少安全隱患，提高可以應用的範圍。

　　智能閥門定位器性能（néng）比之傳統（tǒng）閥門定位器比較穩定，能夠實（shí）現軟件檢測，調整方便。並（bìng）且基於HART協議可以實現總線裝置（zhì）的通訊功能。對於維修的安全性能考慮，可以降低人工維修的費（fèi）用和保障（zhàng）維修（xiū）的安全性，維護量相當於零（líng）。從長遠發展來看，市場對於此類的智能閥（fá）門定位器的需求量是巨大的，在工業（yè）生產中使用智能定位器是一種趨（qū）勢。加強智能（néng）定位（wèi）器的技術研究（jiū）和設計（jì），更（gèng）有甚至，出現一種統（tǒng）一的通訊協議，實現各種閥門配套設置的統一，實現自動化控製係統（tǒng）的綜合作用。完善診斷（duàn）功能和診斷功能，在（zài）石油（yóu）、化工、機械、鋼鐵等基礎性工業生產中大量應用在裝置上，必定會創造更多的經濟效益。