在過程控制系統(tǒng)中，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥（以下簡稱調(diào)節(jié)閥）作為控制系統(tǒng)中的zui終控制單元，起到了極其關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)概念上的閥門定位器作為調(diào)節(jié)閥的一個主要附件，主要用于提高調(diào)節(jié)閥控制精度。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，與之相匹配的現(xiàn)場智能化儀表也得到了加速發(fā)展，對于調(diào)節(jié)閥要實現(xiàn)智能化，就*智能化閥門定位器，也就是說智能型閥門定位器是實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥智能化的重要組成部分;另外從功能上來講智能型閥門定位器與模擬閥門定位器也有本質(zhì)區(qū)別，智能型閥門定位器除了實現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥控制功能外，還有一個更重要的方面就是對調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)的診斷功能。并通過診斷軟件，分析和判別調(diào)節(jié)閥的"健康"狀況，從而改變了傳統(tǒng)觀念上調(diào)節(jié)閥的維護，減少了調(diào)節(jié)閥在運行期間的事故發(fā)生，延長了調(diào)節(jié)閥的使用壽命。
　　
　　調(diào)節(jié)閥的維護
　　
　　典型的調(diào)節(jié)閥的維護有以下三種方法：被動性維護（ReactiveMaintenance）;預(yù)防性維護（PreventiveMaintenance）;預(yù)測性維護（PredictiveMaintenance）。
　　
　　被動性維護一一當(dāng)調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障后，對調(diào)節(jié)閥進行檢修。在使用過程中，調(diào)節(jié)閥自身或者某些附件出現(xiàn)故障，造成調(diào)節(jié)閥不能正常工作，更嚴重的情況導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能正常工作，造成很大的事故發(fā)生。
　　
　　預(yù)防性維護一一按照過去的生產(chǎn)過程經(jīng)驗，有計劃地安排某些調(diào)節(jié)閥進行維護或檢修，以防止調(diào)節(jié)閥的事故發(fā)生。它對前者來說是一個有計劃安排，雖然能避免一些調(diào)節(jié)閥事故的產(chǎn)生，但由于沒有現(xiàn)場使用的調(diào)節(jié)閥的許多信息，在安排上不能避免的造成某些調(diào)節(jié)閥工作正常也被安排在檢修行列，而某些不適用的調(diào)節(jié)閥仍被使用在過程控制系統(tǒng)中。
　　
　　預(yù)測性維護一一通過智能儀表或其它診斷設(shè)備獲取調(diào)節(jié)閥的信息。氣動調(diào)節(jié)閥不能存貯自身任何信息，而智能型閥門定位器開發(fā)使用，它們除了提高調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)外，對調(diào)節(jié)閥的診斷功能也逐步加強。下面對智能型閥門定位器的自身診斷及對調(diào)節(jié)閥診斷功能作一些分析。
　　
　　智能型閥門定位器的自身診斷
　　
　　由于智能型閥門定位器是安裝在氣動調(diào)節(jié)閥上，其工作環(huán)境相對惡劣，如環(huán)境溫度、管道振動等因素都會對智能型閥門定位器正常工作帶來不利影響。智能型閥門定位器在設(shè)計過程中，考慮到這些不利因素，設(shè)計了一些自身的診斷功能。另一方面，大多數(shù)智能型閥門定位器都具有通訊功能，如HART、FF、PROFIBUS等通信協(xié)議，控制系統(tǒng)通過這些通信協(xié)議可以獲得所需的現(xiàn)場儀表管理信息、以及故障報警信息。
　　
　　1、智能型閥門定位器的自診斷
　　
　　智能型閥門定位器的自診斷是它的基本功能之一，自診斷在不影響正常工作情況下進行，常見的診斷有開機診斷、周期性診斷。
　　
　　2、輸入信號超量程
　　
　　當(dāng)規(guī)定智能型閥門定位器輸入信號設(shè)定后，如果控制信號超出設(shè)定值，智能型閥門定位器發(fā)出超量程報警信號。
　　
　　3、傳感器故障
　　
　　由于智能型閥門定位器直接安裝在調(diào)節(jié)閥上，受到調(diào)節(jié)閥振動的影響造成智能型閥門定位器反饋部件失靈，如反饋桿松脫、線路故障、位置傳感器自身故障等，智能型閥門定位器檢測不到正常的反饋信號，它會發(fā)出一個報警信號。
　　
　　以上1、2兩種情況智能型閥門定位器仍然可以正常工作，但它會發(fā)出報警信號;但對于3種情況，定位器將出現(xiàn)不正常工作，并發(fā)出報警信號，儀表工程師根據(jù)報警內(nèi)容，做出相應(yīng)判斷并及時加以處理，減少不必要的停產(chǎn)。
　　
　　智能型閥門定位器對調(diào)節(jié)閥的診斷
　　
　　智能型閥門定位器對調(diào)節(jié)閥的故障診斷是通過附加傳感器來完成的。定位器內(nèi)部的微處器通過定時采集各種傳感器的數(shù)據(jù)，并對各種數(shù)據(jù)進行運算、比較、分析、組態(tài)，將出現(xiàn)異常的信息通過組態(tài)軟件輸出報警信號。智能型閥門定位器對調(diào)節(jié)閥的診斷分為在線診斷、離線診斷;在線診斷包括:調(diào)節(jié)閥的動作次數(shù)、行程累加、填料函泄漏診斷、噪聲診斷、環(huán)境溫度診斷等，離線診斷包括:執(zhí)行機構(gòu)及氣路的密封性、靜特性、階躍過渡及頻率響應(yīng)特性。
　　
　　1、在線診斷
　　
　　a.動作次數(shù)，行程累加
　　
　　在同一系統(tǒng)中，由于調(diào)節(jié)閥處于不同的工作位置，它的動作頻率、行程位移大小都是不一樣，通過檢測位置傳感器，很方便獲得調(diào)節(jié)閥的動作次數(shù)及
　　
　　行程累加值。采集這些數(shù)據(jù)我們可以判斷調(diào)節(jié)閥的"健康"狀況",并通過組態(tài)軟件對采集的數(shù)據(jù)分析調(diào)節(jié)閥的工作點，畫出柱狀形圖可以清楚看出閥門正常工作區(qū)域。從圖一可以清楚地看出閥門處于正常工作區(qū)域內(nèi)，而圖2閥門長期處于小開度工作，不利于正常工作。另外根據(jù)采集的數(shù)據(jù)可進行動態(tài)應(yīng)力分析。　　
　　b.填料函泄漏診斷
　　
　　通過安裝在調(diào)節(jié)閥的填料處泄漏檢測器，實時檢測填料函在工作中是否存在外泄漏情況。因此特別適用于對劇毒、貴重的易揮發(fā)和有放射性的介質(zhì)等場合使用，可以防止資源浪費或引起環(huán)境污染。
　　
　　c.噪聲診斷
　　
　　噪聲對人類的危害是極其嚴重的，它能使人的聽覺減弱，甚至損傷，對人類帶來心理和生理性的不良影響，它是繼大氣污染和水質(zhì)污染之后，成為威脅人類的第三種公害。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，控制閥已成為zui主要的噪聲源。智能閥門定位器可外接聲音傳感器，可以檢測調(diào)節(jié)閥噪聲大小。通過檢測的數(shù)據(jù)可以作一些分析：如噪聲頻率小于1500Hz為機械振動、噪聲頻率高達100OOHz時，調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生空化。因此通過噪聲的頻率可以判別調(diào)節(jié)閥不正常工作的原因;另外，如在閥門關(guān)閉情況下噪聲比正常工況要大，還可以判斷閥門有內(nèi)漏。
　　
　　d.環(huán)境溫度診斷
　　
　　通過溫度傳感器，隨時測量定位器的外殼表面溫度，在防爆場合如外殼的表面溫度超出防爆要求的設(shè)定值，定位器發(fā)出報警信號。另外定位器還記錄在線過程中zui大/zui小的溫度值。每個溫度段的工作時間，如果調(diào)節(jié)閥長期處于高溫下工作，我們必須考慮定位器及調(diào)節(jié)閥內(nèi)的塑料件、橡膠件的老化情況。
　　
　　2、離線診斷
　　
　　a.執(zhí)行機構(gòu)及管路的氣密性
　　
　　執(zhí)行機構(gòu)診斷通過接入一個壓力傳感器，實時檢測輸入執(zhí)行機構(gòu)的壓力，與閥位傳感器檢測到的調(diào)節(jié)閥行程形成一個相對應(yīng)的關(guān)系曲線如圖3:　　
　　每一臺智能型閥門定位器安裝在任何一臺調(diào)節(jié)閥上后，*行定位器的自診斷工作，以保證智能型閥門定位器的正常工作，通過定位器的自診斷，得到正、反行程特性曲線如圖3。當(dāng)調(diào)節(jié)閥工作一些時間后，智能型閥門定位器再一次對調(diào)節(jié)閥進行測試，出現(xiàn)一些不正常的情況如圖4:
　　曲線的下移說明存在執(zhí)行機構(gòu)的膜片老化、密封氣室外泄漏、連接氣管由于振動等原因出現(xiàn)漏氣問題；另外在調(diào)節(jié)閥關(guān)位出現(xiàn)行程值偏大，可以判斷閥芯或閥座產(chǎn)生磨損，調(diào)節(jié)閥泄漏量變大，嚴重情況下智能閥門定位器發(fā)出報警信號。
　　
　　b.靜特性測試
　　
　　靜特性是調(diào)節(jié)閥的行程與輸入信號之間的靜態(tài)關(guān)系，它包括:基本誤差、始終點偏差、額定行程偏差、回差、死區(qū)、重復(fù)性、再現(xiàn)性、線性度誤差。
　　
　　c.階躍過渡的測試
　　
　　階躍過渡過程是在調(diào)節(jié)閥沒有負荷的情況下，當(dāng)輸入信號從一個定值突然改變成另一個定值時，輸出跟隨變化的過程。一般包括時間常數(shù)、時滯、上升時間、穩(wěn)定時和過沖。
　　
　　d.頻率響應(yīng)特性的測試
　　
　　頻率響應(yīng)特性是在調(diào)節(jié)閥在沒有負荷的情況下，輸入到定位器的輸入信號是一個無崎變的正弦波，輸出值穩(wěn)定后，系統(tǒng)的輸出也是一個頻率相同的正弦，但輸出的振幅、相位與輸入不一定相同，而是隨輸入信號頻率的變化而變化。頻率響應(yīng)特性是反應(yīng)調(diào)節(jié)閥靈敏度的標志之一，動態(tài)特性好就意味著調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏、快速，而且穩(wěn)定性好。
　　
　　結(jié)束語
　　
　　由此可見智能型閥門定位器的故障診斷是通過安裝在執(zhí)行機構(gòu)和閥體上的附加傳感器來完成的。定位器獲得了現(xiàn)場的許多原始數(shù)據(jù)，微處理機通過對這些數(shù)據(jù)的分析、運算、判斷等處理，分成若干邏輯組,易于快速辨識所有的變量，發(fā)現(xiàn)異常情況立即采取應(yīng)急措施并報警。
　　
　　通常離線診斷被安排在調(diào)節(jié)閥預(yù)防性維護過程中，對預(yù)防性維護計劃中的調(diào)節(jié)閥的診斷記錄與調(diào)節(jié)閥*次投用的全性能原始數(shù)據(jù)相比較，可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥什么地方出現(xiàn)了問題，問題的嚴重性，怎么樣解決問題，提出專家性的建議，以幫助儀表工程師做出正確的選擇。
　　
　　目前，有些智能型閥門定位器的生產(chǎn)廠家設(shè)法將離線診斷逐步移植到在線診斷過程中，通過*的診斷軟件，完成閥門/執(zhí)行機構(gòu)的摩擦力、執(zhí)行機構(gòu)的信號范圍、彈簧剛度及閥座的關(guān)閉力，以及階躍診斷測試包括:靜特性測試、階躍過渡過程測試、頻率響應(yīng)特性測試。使調(diào)節(jié)閥的預(yù)防性維護轉(zhuǎn)向預(yù)見性維護，減少了停車時間，降低生產(chǎn)運行成本，提高了生產(chǎn)力。