智能调节阀：实时监控流量并进行自动调节和报警

随着智能化仪表的开发和应用，促使人们考虑能否通过调节阀自身了解其工作过程中流量的变化、压差、开度的变化及流量特性的情况，并能及时加以调整获得良好的调节性能，这就要求调节阀必须智能化。于是作为最新一代的智能仪器——智能调节阀就在20世纪90年代初开发出来。

1.智能调节阀结构

一个智能调节阀主要由以下几部分构成：

1）带有微处理器及智能控制软件的控制器。

2）用于提供反馈信号和诊断信号的传感器。

3）信号变换器。

4）I/O及通信接口。

5）执行机构。

6）阀体。

这些部件组装在一起，并集常规仪表的检测、控制、调节等功能形成一完整智能仪器结构。

2.智能调节阀的特点

1）具有智能控制功能。可按给定值自动进行PID调节，控制流量、压力、差压和温度等多种过程变量，还可支持串级控制方式等。

2）具有保护功能。无论电源、气动部件、机械部件、控制信号、通信或其他方面出现故障时，都会自动采取保护措施，以保证本身及生产过程安全可靠。如装有后备电池，当外电源掉电时能自动用后备电池驱动执行机构，使阀位处于预先设定的安全位置。当管线压力过高或过低时会自动采取应急措施。(www.xing528.com)

3）具有通信功能。智能调节阀采用数字通信的方式与主控制室相连。主控制室送出的可寻址数字信号通过电缆被智能调节阀接收，阀内的微处理器根据收到的信号对阀进行相应的控制。在通信方面，智能调节阀允许操作人员在远地对其进行检测、整定和修改参数或算法等。

4）具有诊断功能。智能调节阀的阀体和执行机构上装有传感器，是专门用于故障诊断的。在电路方面也设置了各种监测功能。微处理器在运行中连续地对整个装置进行监视，一旦发现问题立即执行预定的程序，自动采取措施并报警。

5）一体化结构。智能调节阀把整个控制回路装在一个现场仪器中，使控制系统的设计、安装、操作和维护大为简化。

图6-7-2 STARPAC智能调节阀功能框图

3.一种新型智能调节阀

STARPAC智能调节阀是美国Valtek公司于20世纪90年代末推出的，其基本结构和功能如图6-7-2所示。其主要性能和特点是：

1）阀体的进出口部位和内部安有压力、温度检测器，阀杆内安装阀位检测器。汽缸执行机构进出口安装空气压力检测器。这些检测器的输出信号都送到内装的微处理器。

2）能进行压力、温度、流量的测量和自动控制。流量测量是根据阀门开度所对应流量系数值及阀门前后压差由微处理器进行计算，还可以对此流量进行温度补偿。也可构成串级控制回路。温度控制同样可按要求构成控制回路。

3）调节阀在运行过程中，随时根据汽缸进出口压力，阀位的变化以及温度、压差、流量变化等工艺参数，分析调节阀的动态工作状态包括流量特性的变化，实时进行故障诊断，进行必要的调整和校准。

4）具有事故预测、监视、报警及事故切断的程序，实现安全运行。

5）与上位机控制系统（DCS、主计算机系统）的连接用4～20mA模拟信号或RS-485串行数字信号的通信方式，二者可任选。与PC连接进行组态、校准与故障诊断等通信采用数字通信方式。