数字时代的阀门

问：关于过程控制，您认为数字阀门控制器相比于对应模拟装置的关键优势是什么？

答：总的来说，数字阀控制器可帮助过程用户节约时间和资金。数字阀门控制器为用户提供许多有价值的信息，可用于提高操作的安全性、识别并减少过程变化、实现更智能的维护并缩短过程停机时间。

具体包括：

• 标准化降低了库存成本：单个数字阀门控制器可用于众多应用以及几乎所有阀门/执行机构组合中。

• 不同的技术人员执行的相同的标定：数字阀门控制器采用基于软件的标定工具，因此可重复标定。模拟阀门定位器的标定需要精细的机械调整，在不同的仪表之间可能产生差异。

• 可获得设备健康和状态信息：基于微处理器的定位器具备自我监控功能，以及在需要工作人员注意时通过标准化的通信协议（HART、基金会现场总线和PROFIBUS 等）报告状态信息的能力。

• 更具价值的功能：专业的在线诊断可以突出显示问题和阀门性能降低的情况（例如其他情况下可能不会被识别的摩擦力变化），从而使阀的性能更可靠并减少了时间和经济损失。

问：用户在从模拟阀解决方案转向数字阀解决方案时，是否必须有一个明确的转折点？您能举出具体应用中数字阀解决方案具有绝对优势或模拟阀更加适合的例子吗？

答：此类决策的转折点可能包含多个不同的因素，具体取决于用户的需求。数字阀门解决方案在用户需要从阀总成获得直接、即时的反馈（即使那样会影响性能、可靠性或可用性）时具有特殊优势。当技术人员面临提高效率的压力时也十分有用；诸如自动化预报通知以及组态和标定向导等工具可以带来极大的帮助。智能阀门将健康状和状态信息直接传送到控制室和资产管理系统，从而使有限的维护资源可以集中在解决问题和优化过程上。某些用于数字阀门控制器的诊断软件甚至可提供潜在的解决方案用于发出状况警告，以此帮助经验较少的人员执行高级故障排除工作。

标定的便捷和可重复性以及数字阀控制器提供的信息都是该方案的重要特性，然而，也有技术上不能使用数字阀控制器的实例。例如在某些燃气管道应用中无法提供电力的边远地区。

这种情况下，模拟解决方案或电池供电的无线解决方案可能是更好的选择。核辐射暴露程度较高的设备也倾向于优先选择模拟型仪表。基于微处理器的仪表在这类应用中存在局限性。

问：如今的数字阀诊断功能有哪些？在过去的5-10年里，数字阀门诊断经历了哪些发展或改进？

答：诊断功能可以包括通信警告和性能测试的组合，可以报告阀门的当前健康状况。通常在阀门离线时执行控制阀门的全范围内移动诊断测试，或者可以在不中断过程的情况下移动阀门。此类诊断测试可提供阀门、执行机构和仪表潜在健康问题（例如组件功能故障、阀门摩擦力增大、动作粘滑以及调节和性能相关问题）的报告。

近期最突出的发展包括在线诊断，即在不关闭过程或从管道上取下阀门总成的情况下评估阀门性能和健康状况。最先进的数字阀门控制器包含多个面板传感器，在阀门继续遵循由过程控制器驱动的正常设置点变化时，它们能够执行测试和实时读取。在线诊断能够识别诸如供气量少、执行机构泄漏、执行机构弹簧断裂、阀门卡滞、阀门摩擦力过大、阀总成死区过大、标定漂移等问题。

近期还对诊断信息的显示方式进行了改进。数字阀门控制器随附软件提供的各种图形工具可以简化数据的显示，而且软件中还提供了解析和分析工具。行业的发展趋势是人性化设计的图形和数据解析工具，以及能够在阀门发生故障之前预测问题（预诊断能力）并提供纠正措施建议。