阀门的数字化控制

数字化转型和工业4.0对调节阀的愿景

想象一下，当调节阀性能不佳或预测到将要发生故障时，您的手机会收到通知，或是随时能够打开显示所有调节阀和仪表健康状况的控制面板；或者聘请调节阀专家协助您监控工厂阀门，并定期发送全厂阀门健康报告，并建议您哪些阀门需要检修以及应该如何处理。然后增强现实(AR)或RFID引导你找到阀门的位置，阀门专家与您远程连线，通过实时视频通话指导你一步一步地解决问题。

这就是数字化转型和工业4.0对调节阀的愿景。当然，大家都可以罗列出一大堆相关的技术名词。但是让我们详细看看现有的解决方案。设计、安装或维护不当的调节阀将影响设备利用率、产品质量和能源效率。那么，调节阀管理的数字化改造的理想方式是什么？

阀门的预测性分析

就像泵和压缩机一样，阀门是机械设备，因此容易磨损。现场调节阀出现问题时可能是选型问题、安装问题和维护问题。由于阀门是机械安装在管线上的，因此阀门下线维修既费时又费钱。这就意味着在线阀门检修可以节省宝贵的时间和经济成本。因此，阀门性能和状态监测非常有必要，可以提前预测可能出现的问题。对于泵、压缩机和其他机械设备，需要安装许多传感器以采集数据，并将数据传送至运行设备分析软件的服务器来进行监测。而对于阀门来说在线监测就容易得多了。

行程偏差就是监测调节阀问题的一个有用的标识（症状）。行程偏差意味着阀门（阀杆）不在控制器要求的位置（阀门的设定值）。行程偏差是指阀门开度不正确，可能由于调压器设定压力低、气源过滤器堵塞、摩擦力或卡涩导致。不正确的阀门开度会导致流量或压力无法满足工艺流程要求。

阀门状态分析不必在上下游安装压力传感器、在线流量计，或者使用通用数据分析与机器学习技术来构建分析模型以检测行程偏差造成的潜在问题，或使用近十年的历史数据来建立人工智能算法。而且，分析可能不像它最初出现时那么直接，因此，如果通用数据分析没有采用机器学习，没有建立在一个足够大的数据库基础上，那么问题就可能没有被发现或出现误报，它可能只检测行程偏差，而不检测其他故障，并且不会查明原因。也就是说，其他案例中使用的方法可能不适合调节阀。此外，你需要比“行程偏差”更细致的诊断，还希望能够预测其他的阀门失效模式以及机器学习和人工智能的案例。

第四次工业革命（4IR）意味着工作方式和自控方式走向数字化。阀门数字化的结果是提高了设备可利用率、控制回路性能、产品质量和能源效率。从升级机械定位器到数字阀门定位器开始，获得专用的阀门分析软件，您的仪控工程师可以与自动化供应商合作完成这项工作。如何将阀门定位器数字化集成，这是系统工程师的专长。如果还没有与DCS进行数字集成，无线适配器可能是很好的替代方法。不必同时升级所有定位器，只需要从关键的调节阀开始。工厂的工程师知道问题出在哪里，什么时候可以升级，从哪里开始升级。