智能电气阀门定位器的研究分析

摘要：以集成电路控制技术为基础的智能电气阀门定位器,已成为智能化气动执行器的核心控制部件。智能电气阀门定位器结合气动执行器与其他设备在工业生产中应用,可大幅提高工业机器的生产效率。本文根据智能电气阀门定位器结构特点、技术基础和应用实际,探讨其总体结构、硬件设计、软件设计等相关技术的研究进展,分析智能电气阀门定位器的研究现状,为今后装置电气阀门定位器的更新改造提供参考。

关键词：气动执行器 智能电气阀门定位器 集成电路控制

阀门定位器在工业生产中占有极其重要的地位,它一定程度上它决定了工业生产过程控制的调节品质。随着工业化水平的不断提高,阀门定位器也必须不断发展以满足过程控制品质需求。智能电气阀门定位器的问世,是阀门定位器发展过程中的巨大进步。智能化的电气阀门定位器克服了传统阀门定位器种种弊端,极大地提高了工作效率。智能电气阀门定位器在国外研发与应用水平较高,而我国的智能电气阀门定位器的研究与应用,越来越不能满足我国工业化进程的要求。

1、智能电气阀门定位器研究与发展现状

当前,由于我国工业化水平正在迅速上升期,我国机械制造业中对智能化的阀门定位器的应用渐趋频繁,但仍没有得到普遍应用。为满足我国现阶段工业生产水平与技术需要,国内的专家学者,正在积极进行智能电气阀门定位器的研发和应用工作。

通常,气动执行装置由气动执行机构、阀门定位器和调节阀共同构成。而电气阀门定位器是整个执行装置最核心的控制部件。它通过动力源提供的动力,接收调节器的讯号,与阀位反馈装置捕获的阀位信息进行比较,调节执行装置的气压,通过联动装置调节生产设备的运行。

而国外研发的智能型和总线型的电气阀门定位器,已经集智能化、组态化和通用性于一体,安装后能够自动校准、能进行故障诊断与处理,并能够实时传输技术指标到上位机。国内的阀门定位器大都基于喷嘴挡板工作原理,是前期吸收或模仿国外产品与技术的产物。其特点是通用性差、结构复杂、故障率高、安装调试困难、性能指标不达标。

基于这种现状,目前国内多家研究机构都在开发新一代智能阀门定位器。这种新的智能化阀门定位器是以微处理器为基础,能够读取和分析输入信号、传感器位置信号和压力传感器的压力信号,并将这些信息经过逻辑运算,产生指令信号,使执行装置按照指令动作。这种模块化设计的智能电气阀门控制器的核心是微处理控制CPU,它能够完成所有程序的处理运算。输入信号及位置反馈信息经过微处理控制CPU转换和处理后,能够保证信号处理的精度及快速性,并能自动调整参数的设定过程及自适应程序。模块化设计的理念能根据需要扩展,只要插入相应的模块,即可实现模拟及数字反馈功能。

2、智能电气阀门定位器的研发定位

根据以上描述,新型的智能电气阀门定位器主要包括:信号调理部分,阀位反馈装置,微处理器控制和电气转换控制装置。新型智能电气阀门定位器研发应该考虑以下几个方面技术的创新与开发,首先是二线制智能执行器的电源开发,取样电路的设置,单片机控制系统的研发,电气转换控制部件研制和控制系统的软件环境开发等。

因此,新型智能电气阀门定位器只有从硬件、软件两个方面同时进行深入开发与研究,结合工业生产实际需求,以及调节控制技术现状,有针对性开发硬件系统和微处理器控制运行的软件环境,才能不断完善智能电气阀门定位器,加速其在我国工业生产中的应用和推广。

3、智能电气阀门定位器软硬件研制与开发

(1)硬件系统设计:硬件系统的开发,主要包括主控板,远程输出与报警板,数字通讯接口板几个部分,其中主控板包括电源及监视管理单元,单片机及电路,阀位控制、阀位测量反馈单元,信号传输模块和控制面板等部分。远程输出与报警板系统,主要包括实际阀位模拟输出和干接点报警输出部分。此部分的主要作用是当系统自身故障或检测到相关器件发生故障时,报警输出部分可以输出相应的报警信息作为提示,以方便操作者监视和处理。数字通讯接口板功能主要为进行系统数字信号和协议信号之间的相互转换,从而使智能电气阀门定位器具备无线通信功能,从而实现远程监控的功能。

(2)软件系统设计:软件系统主要采用模块化设计原则,通过对主监控模块、自查自纠模块、定时校正与处理模块、人机交互处理模块、组态集成模块、安装调试模块、通讯模块等部分。这些软体运行模块监视与控制电气阀门的运行,保证系统运行过程中发生错误及时调整与纠正,并能保证智能化电气阀门控制器的组态化应用,通过自动与手段调试模块和信息收发模块,及时与人交互,保证系统的自动、正确运行。通过这些模块的组合应用,使整个智能电气阀门更加智能化、自动化,并通过硬件系统实时与控制人员保持信息通畅。

4、新型智能电气阀门定位器的应用前景

新型智能电气阀门定位器更加智能化,并通过信息技术能够及时与控制者进行信息联通,保证系统的有效运行。新型智能电气阀门定位器的研发具有广阔的空间和广泛的应用前景,其突出优势表现如下:首先,在电气化自动生产过程中,智能电气阀门定位器能够保证生产线保持高精度性运行,提高生产速度和产品质量;其次,新型智能电气阀门定位器改善了工业生产的控制系统,解放了生产力;最后,智能电气阀门定位器使电气自动化的生产加工过程高效和安全,提高了生产的经济效益和社会效益。

5、结语

智能电气阀门定位器的研发,是我国工业化水平不断提高的需求,研制新型智能电气阀门定位器能够普遍提升工业制造水平和工业效率,提高了工业生产水平。随着自动化、信息化技术的不断进步,更加精巧的CPU处理器的问世,为智能电气阀门定位器的研发带来了新的契机。我们研究低功耗、长寿命、更加智能化的智能电气阀门定位器必将带动工业和其他相关行业的快速发展,为我国的工业水平提升提供必要的科技支持。

参考文献

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