徐文勝

（浙江省特種設(shè)備檢驗研究院,杭州 310020）

在實際使用過程中總結(jié)經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)不足，充分利用新技術(shù)來提高電動閥門的智能化程度，最終提高電動閥門的工作效率，是電動閥門生產(chǎn)企業(yè)工作的重中之重，也是提高國民生產(chǎn)能力的一大助力。

1 電動閥門概況

1.1 電動閥門簡介

電動閥門的組成包括：回轉(zhuǎn)球閥（多為90°，也存在特殊的90°～180°）、旋塞閥、蝶閥以及其他設(shè)備。電動閥門的主要作用是控制閥門開啟與關(guān)閉，其操作方式并不固定，既可以手動操作，也可以電動操作。電動閥門的優(yōu)點有：結(jié)構(gòu)簡單、操作方式易懂、價格低廉、安全可靠及性能良好。電動閥門的主要應(yīng)用方向：各種新建或者改造項目、風(fēng)力、水利、煤氣、燃氣電能各種管道工程以及焦化煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)等。

1.2 電動閥門分類

1.2.1 液壓傳動閥門

液壓傳動閥門的主要優(yōu)點包括：穩(wěn)定性相對較高，可以在高速情況下保持正常啟動與制動轉(zhuǎn)向，還可以利用極其小的傳動介質(zhì)獲取很大力矩[1]。其缺點有：體積較大，安裝復(fù)雜，后期維修保養(yǎng)繁瑣。除此之外，這種電動閥門并不適用于功率小的工作場所，目前這種閥門的應(yīng)用并不是很廣泛。

1.2.2 氣壓傳動閥門

氣壓傳動閥門的工作原理就是通過壓縮氣體來進行動力傳遞，最終實現(xiàn)控制信號的目的。氣壓傳動閥門的優(yōu)點主要體現(xiàn)在利用壓縮空氣作為介質(zhì)，這種工作模式使得其防爆防火性能較好，為此應(yīng)用前景很好。但是氣壓傳動閥門同樣有其缺點，主要是由于壓縮空氣的獲取過程較為復(fù)雜，導(dǎo)致閥門的發(fā)展進程比較緩慢。

1.2.3 電動閥門

電動閥門是利用微電子技術(shù)來實現(xiàn)對閥門的控制，主要得益于當(dāng)前國內(nèi)電子技術(shù)的飛速發(fā)展。電動閥門主要由閥門電動裝置和閥門兩個部分組成，其優(yōu)點主要包括：效率高、調(diào)速快、響應(yīng)迅速以及操作簡便。電動閥門操作過程不但可以通過人力完成，還可以通過先進的自動裝置控制來完成。但是電動閥門也不是十全十美的，隨著電子技術(shù)的不斷進步，各種新的問題也隨之涌現(xiàn)出來，閥門現(xiàn)場調(diào)試的難度不斷增加，故障檢修也由于缺乏經(jīng)驗而導(dǎo)致極其困難，電動閥門的發(fā)展程度遠遠跟不上智能工業(yè)的發(fā)展腳步，準確性降低的同時導(dǎo)致生產(chǎn)效率大大降低，在某種程度上拖拽了我國工業(yè)的發(fā)展[2]。

1.3 電動閥門的發(fā)展進程

在二十世紀50年代，國內(nèi)對電動閥門的領(lǐng)域就開始有所涉獵，當(dāng)時由于國內(nèi)工業(yè)的發(fā)展急需引進這種先進的電動閥門。后來隨著國民經(jīng)濟的不斷進步，各行業(yè)對工作效率與工作安全性的要求在不斷增加，電動閥門的應(yīng)用范圍在迅速擴張。但是在當(dāng)時，電動閥門的需求遠遠要大于電動閥門行業(yè)的能力，其技術(shù)水平還停留在原地，產(chǎn)品落后、復(fù)雜、精度差、安裝困難等各種問題都暴露出來，根本不可能滿足較高的生產(chǎn)需求。后來隨著經(jīng)濟的進步，電動閥門也逐漸從單一的機械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向了智能化的方向。隨著電力電子技術(shù)被應(yīng)用到電動閥門的行業(yè)中，電動閥門的控制系統(tǒng)終于得到了長足的發(fā)展與進步，在逐步克服了原有的各種問題的基礎(chǔ)上，其功能更豐富、性能更優(yōu)秀，可以應(yīng)用的領(lǐng)域也更加廣泛，最重要的是，電動閥門的成本也在進一步降低，這就意味著，電動閥門在滿足工業(yè)發(fā)展需求的同時，自身的經(jīng)濟效益也在逐漸上升。

2 電動閥門控制系統(tǒng)設(shè)計方式

電動閥門的主要控制方式包括：就地控制，由操作人員進行電動閥門的人力開啟或關(guān)閉；閥門控制，該控制方法是利用儀表面板上設(shè)置開度值，最大的優(yōu)點就是可以進行故障的自動發(fā)現(xiàn)與警報；遠程控制，由上位機發(fā)出控制命令之后，通信接口進行命令傳達，最終執(zhí)行電動閥門的開啟或關(guān)閉[3]。

2.1 輸入通道電路設(shè)計

輸入通道的主要組成包括：位置檢測信號、遠端控制信號、現(xiàn)場參數(shù)整定。首先由相應(yīng)的變送器檢測開度值并進行信號反饋，再經(jīng)由旋轉(zhuǎn)電位器進行信號轉(zhuǎn)化，使信號可以被系統(tǒng)所接受，最后利用調(diào)零、調(diào)滿和調(diào)靈敏度電路，進行數(shù)據(jù)調(diào)整。

2.2 電動閥門控制系統(tǒng)軟件設(shè)置

主程序，主要起到協(xié)調(diào)各子功能程序的作用。采樣、濾波子程序，該程序主要是進行數(shù)學(xué)濾波工作，以及參數(shù)的實時采樣。初始化子程序，在進行系統(tǒng)自檢工作的同時，進行系統(tǒng)內(nèi)的資源分配。數(shù)/模轉(zhuǎn)換子程序，該程序主要進行電流信號—數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。

通信子程序，主要負責(zé)各個程序之間的信息通信，并且進行參數(shù)轉(zhuǎn)送?？刂谱映绦颍ㄟ^發(fā)出指令使各項機構(gòu)工作，并驅(qū)使電機進行工作。顯示子程序，該程序主要是顯示電動閥門的實時運行狀況。此外還包括鍵盤輸入子程序以及故障報警子程序。

2.3 電動閥門控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

電動閥門控制系統(tǒng)硬件電路包括前向采樣通道；中央處理單元；后向控制通道；人機交互通道；通信接口。以上通道分別具有下列功能：前向采樣通道主要負責(zé)進行電動閥門的信號采樣，將開度信號轉(zhuǎn)化后輸送至中央處理單元[4]。中央處理單元在接受信號后進行數(shù)據(jù)的對比，并決定采取哪種控制策略來驅(qū)動電機。后向控制通道的主要任務(wù)是接受各種控制命令，主要起到配合作用。人機交互通道進行電動閥門的初始數(shù)值鍵入，實時監(jiān)控電動閥門的運行狀況，并進行實際開度值的實時顯示。通信接口則通過現(xiàn)場總線接受控制命令，然后將各個閥門的參數(shù)傳遞給上位機。

3 電動閥門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電動執(zhí)行裝置的基礎(chǔ)工作是為控制器設(shè)置各種信息，比如：過轉(zhuǎn)距信號、控制器開關(guān)極限、加設(shè)滑動變阻器、加設(shè)閃光顯示集中設(shè)備、設(shè)置操作回路的電壓。

控制器主要分為兩類，一種是控制器顯示回路電壓與操作回路電壓相同，一種則是控制器顯示回路電壓與操作回路電壓不同，這兩種控制器出現(xiàn)差別的主要原因是變壓器的存在與否[5]。通過研究兩種較為典型的控制器，可以看出，開、關(guān)極限以及信號出現(xiàn)不同的數(shù)值變化時，就會導(dǎo)致執(zhí)行裝置、控制器二者不相匹配，需要進行線路調(diào)整，在線路調(diào)整時需要注意盡量選擇效率最高且最便捷的調(diào)整方式。

4 結(jié)語

雖然國內(nèi)對電動閥門的應(yīng)用已經(jīng)十分重視，但是相對于發(fā)達國家來講，仍有一定差異，電動閥門在實際使用與推廣過程中，仍然存在著諸多問題。隨著電動閥門的應(yīng)用越來越廣，內(nèi)容越來越豐富，相信我們一定可以在實際使用過程中總結(jié)寶貴經(jīng)驗，開拓創(chuàng)新，積極推進智能化，使電動閥門盡早擺脫各種控制問題，為國內(nèi)工業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。