水行业的资产管理——阀门执行机构的观点

Rotork IQ智能电动执行器用于水务行业的资产管理。通过主站和数据记录功能，操作人员能够确保其工厂的高效和可靠运行。

水和污水处理行业在认识到通过收集和分析工厂内的准确和相关数据而产生的有效资产管理的好处方面并不迟缓。这些数据可以识别设备的状态，并为操作人员提供工厂的实时视图。随着时间的推移，监测数据可以帮助作业者避免计划外的中断，提前制定有效的维护计划。高效的工厂运作不仅从财政方面很重要;它还发挥着重要的环境作用，防止事故和泄漏等潜在问题。

在水和污水处理环境中，大量的阀门及其控制介质通过工厂过程流动的关键功能使它们成为收集这一信息的关注焦点。阀门的状况是整个工厂状况的一个公平的反映，因此阀门执行机构如果能让操作人员了解并更新阀门的运行状态，将会获得很大的效益。这就解释了在过去的几十年里，虽然驱动器的机械设计已经得到了很好的验证，但它们的功能却得到了迅速的发展，包括电子和数字通信技术带来的创新和功能。除了操作阀门，Rotork最新的IQ执行器现在还能够收集和存储阀门的性能信息，并在本地显示这些数据，或将这些数据发送到控制中心进行分析和诊断。罗托克一直是这项技术发展的先驱。因此，该公司最近推出的第三代IQ智能电动执行器系列的首要功能是为“工厂视图”提供进一步的改进。

在执行器开发的早期，Rotork的大部分注意力都集中在环境密封上，这导致了o形环的引入，以保持执行器内部的电气设备远离湿气和污垢。从换向接触器起动器和继电器开始，这使得在前电子、前数字时代，越来越多的电气元件被安置在执行器外壳中。这种理念的成功也帮助了1992年第一个智能电子阀门执行器的发展。第一个IQ是一个突破性的产品，引入了电子扭矩和极限传感、非侵入式坐封技术以及第一代数据记录和诊断功能。

今天，这些控制和反馈功能是驱动执行器设计的关键，因为新方法被发现在资产管理环境中提供性能和可靠性，同时保持最低的拥有和维护成本。

第三代IQ执行器局部位置指示器窗口已经发展成为多功能显示器，能够提供局部指示，阀门和执行器状态，配置和设置执行器的菜单屏幕，故障诊断和资产管理信息。曾经只是一个当地的位置指示器，现在是工厂过程的一个窗口。除了本地位置指示，它还提供图形界面，以确保易于安装和校准，并显示与执行机构性能相关的关键性能数据，使用户可以确定阀门的使用条件，预测何时可能发生问题。这就是现代执行器如何成为有价值的资产管理工具的原因。

在机械规范中，单独的推力座设计已扩展到更大的尺寸，使致动器能够在不影响阀门位置的情况下从其阀门上拆下。在齿轮箱内部，在密封油浴中保留了简单的蜗轮蜗杆传动系设计，延续了经过试验、测试和证明的可靠性传统。执行器输出扭矩的精确测量也是由蜗轮提供的功能。蜗轮轴的轴向力始终与蜗轮产生的扭矩成比例，这不受长期运行引起的齿轮传动效率变化的影响。扭矩由力传感器测量，而不是由碟形弹簧或任何其他机械装置测量，这些机械装置会随着时间的推移磨损并改变其特性。

这对于资产管理非常重要，因为在调试期间，致动器数据记录器将阀门操作冲程的扭矩曲线记录为“足迹”，随后在每个阀门操作期间记录。这些数据构成了可从致动器下载并用于维护计划的信息的关键部分。

阀门控制依赖于执行机构精确、可重复和可靠的位置测量。为了实现这一点，IQ使用了专利的绝对编码器。绝对编码器是一种机电位置测量装置，它可以感知从动齿轮的相对位置，从而计算执行机构输出的位置以及阀门的位置。它们的优点是不需要任何权力来跟踪位置的变化;它们的缺点是增加了复杂性，也可以降低
可靠性。到目前为止，编码器中机械齿轮系和传感装置的复杂性随着输出运动或所需分辨率的增加而增加。简单地说，较大的阀门或控制阀需要更复杂的编码器，具有更多的传动装置、更多的传感器，因此需要更多的单点潜在故障。

采用最新的技术，经过几年的测试，IQ绝对编码器克服了这些问题。它是无触点的，只有四个运动部件，可以测量高达8000个输出转高分辨率，冗余和自检。与现有的绝对编码器不同，这种设计提高了位置传感的可靠性，同时提供位置测量，无论是否连接电源。

通过执行器窗口看到的工厂景色
致动器显示屏的钢化玻璃窗口是操作、双向通信和资产管理的非侵入式多功能入口。手持式设置工具使用红外信号进行通信，并在使用无线蓝牙®将两个项目（执行器和设置工具）配对之前检查它们是否为Rotork设备。通过启用或禁用蓝牙链接作为进一步通信的方法，该技术启用的安全性得到进一步增强。红外协议的使用还使执行器的基本功能能够使用以前IQ型号的设置工具进行操作，同时使用蓝牙下载到PC。

显示器本身被设计成具有非常宽视角的双显示器。前段显示器可使致动器完全设置和操作，而第二段显示器可永久显示详细的诊断和操作数据屏幕，提供“过程视图”。根据操作员希望随时看到的信息，有四个可选屏幕可用，包括诊断图形、同步需求和位置、扭矩和位置以及执行器设置。阀门位置显示为一个小数点，为诊断分析提供了更高的精度和分辨率。诊断图形为显示阀门扭矩图的过程提供了一个窗口，有助于实时分析情况。

先进的数据记录、显示和通信功能已经被引入，以响应终端用户的愿望，即在现场和控制室获得更多的数据。为了准确了解工厂周围发生了什么，驱动器内的新数据通道的设计也要求网卡访问更多的信息。

从执行器中提取的数据记录器可以获取大量诊断信息，并可在任何运行Insight 2诊断软件的PC上下载。使用坐封工具和红外线或蓝牙，最多可以从10个执行器的数据
传输至PC。数据记录器信息也可通过Rotork Pakscan传输™ 无线数字网络。Pakscan主站启用以太网，因此控制室可以通过局域网或互联网调用其IP地址来访问它。

有标准预配置网页，显示主站、现场网络（有线或无线）和网络上每个执行器的状态和诊断。

有许多不同类型的阀门，他们每个都有自己独特的扭矩需求曲线。获取新安装和校准的阀门执行器组件的扭矩需求曲线，为未来曲线的测量提供了参考点。随着阀门老化，由于内部和外部因素，开启和关闭变得更加困难。例如，未经过润滑的明杆闸阀上的螺纹阀杆将在整个阀门行程中均匀地增加扭矩需求。通过识别诸如此类的问题，Insight 2软件可以在不中断工厂的情况下计划维护，并改善整体资产管理。

总而言之，除了提高可靠性，Rotork IQ所展示的现代阀门执行器的功能还可以改善预防性维护，并扩大集成到资产管理计划中的机会。这是通过执行器内部的调试和运行数据的全面记录，结合现场执行器与控制和诊断中心之间的专用和可靠的通信渠道来实现的。