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論文精選 | 國產智能閥門定位器技術發(fā)展趨勢與產品規(guī)劃

發(fā)表時間：2018-12-25　次數：615　作者：儀控工程網

摘要：本文主要介紹了國內智能閥門定位器的市場格局，分析了國外主要產品及國內主要產品的技術參數，為國內智能閥門定位器的發(fā)展方向提供一種參考。

關鍵詞：智能閥門定位器；壓電閥；噴嘴檔板式；通訊

中圖分類號：TH 文獻標識碼：A 文章編號：1671-1041(2015)03-0023-03

0 引言

在工業(yè)過程控制領域，智能閥門定位器是一種重要的調節(jié)閥控制附件，它可以控制調節(jié)閥行程，還可以存儲調節(jié)閥在使用過程中的運行參數，為用戶對調節(jié)閥的保養(yǎng)維護提供重要的數據支撐。

1 智能閥門定位器市場現(xiàn)狀

智能閥門定位器是FISHER在20世紀90年代最先推出的DVC系列產品，它極大地提高了對調節(jié)閥的控制品質，一經推出便獲得極大成功。該系列產品目前也是市場占有率最高的產品（據ARC咨詢機構2007年數據，約占當年全球智能閥門定位器市場的34%）。隨后國外一些大公司如FLOWSERVE（福斯）、Metso（美卓）、Siemens（西門子）、ABB、Dresser-Masoneilan（德萊賽-梅索尼蘭）等紛紛推出各種規(guī)格的智能閥門定位器，憑借著強大的研發(fā)實力以及跨國公司雄厚的工業(yè)基礎，所推出的這些產品都在該領域占有比較大的市場份額。

隨著中國經濟地發(fā)展，中國市場是僅次于西歐、北美的全球第三大智能定位器消費市場。FISHER由于較早重視中國市場，是最早進入中國的智能定位器國際公司，憑借其出眾的技術參數、可靠的產品性能，其DVC系列牢牢占據中國的高端用戶。Metso、ABB、Samson、Siemens等國際公司由于進入中國時間稍晚，以及對中國市場的不夠重視，影響力尚不及FISHER，但因其巨大的國際品牌效應和出色的產品質量，也占據了中國中高端市場的大部分份額。Yamatake及YTC（韓國永泰）是目前中國應用最廣泛的兩種產品，該公司的產品策略就是針對中低端用戶，產品簡單易用，可靠性高，價格很適合中國市場的絕大部分用戶，因此在中國應用廣泛，有很大的知名度，這兩個公司在中國都有生產基地，專門針對中國市場提供產品和服務。

國內智能閥門定位器技術發(fā)展比較晚，受研發(fā)實力地限制，技術上都處于對國外產品的模仿復制階段。其中重慶川儀調節(jié)閥有限公司承擔著國家863項目中關于智能閥門定位器的研發(fā)，率先推出國內第一款智能閥門定位器HVP11，此后又陸續(xù)研發(fā)了其他系列型號產品。在此期間，國內其他智能閥門定位器廠家也推出了自己的產品，主要包括萬訊MVP系列，衡陽光電ZPZD系列，吳忠AEP系列，樂清自動化儀表九廠SEPP系列等。受國內基礎工業(yè)實力限制，國內智能定位器普遍采用壓電閥式工作原理，利用PWM（脈寬調制）控制技術，只有衡陽光電采用噴嘴擋板式PID控制技術。上述幾個廠家是目前國內生產智能閥門定位器的主要生產廠商，互相之間激烈競爭國內中低端市場份額，同時還要面對國外大公司成熟產品對這塊市場領域的蠶食，因此前景不容樂觀。

據Hoerbiger壓電閥（壓電式智能閥門定位器關鍵部件之一，國內廠商均在此家采購）上海代理商處獲得的采購數據分析，國內智能閥門定位器生產廠高壓電閥總的采購量不足兩萬套，再估算衡陽光電的大概銷量，因此國內智能定位器年產量不足2.5萬臺，而Siemens在大連的工廠年產能力約為2.5萬臺，主要面向中國市場銷售，據此可以推測，國內智能定位器生產銷售總量還不及Siemens一家，由此可見，國產智能閥門定位器在國內的市場份額相當微小，微小也意味著有很大的增長空間。

圖1 閥門定位器全球市場格局/份額[1]

Fig.1 The valve positioner global market pattern/share[1]

2 國內智能閥門定位器技術發(fā)展趨勢

調節(jié)閥是一種最重要的終端執(zhí)行單元，決定著過程控制回路是否及時有效。調節(jié)閥的維修保養(yǎng)一般有3種方式：

被動維護：由于調節(jié)閥故障出現(xiàn)的隨機性和不可控性，會給用戶造成不可估量的損失。

預防性維護：周期性對設備進行停車檢測保養(yǎng)，由于依靠經驗，會造成不必要的過保養(yǎng)或者遺漏有故障隱患的設備。

預測性維護：用戶依據智能閥門定位器收集調節(jié)閥的各項運行數據，利用定位器廠商提供的分析診斷軟件分析終端產品的使用情況，隨時掌握終端的所有信息，通過PDM（Process Device Manager）軟件，進行合理且行之有效的管理措施。

國內調節(jié)閥使用用戶多是采用上述第一二兩種方式，第三種方式在國外正規(guī)?；倪\用和推廣，是國內調節(jié)閥用戶的發(fā)展趨勢。

智能定位器的基本功能是控制調節(jié)閥的閥位，同時承擔著收集調節(jié)閥運行過程中的各項數據功能，以備用戶給調節(jié)閥維修保養(yǎng)提供參數依據。表1是國際公司各智能定位器除了基本功能之外具有的相關功能。

由表1可以看到，智能定位器技術參數分為3個梯度：第一梯度為歐美廠商，歐美智能定位器技術已向高智能化數字化方向發(fā)展，實現(xiàn)基本閥位控制功能的同時，為用戶提供實時監(jiān)控和故障分析診斷，給用戶解決終端控制儀表預測性維護的問題。定位目標是高端市場，突出特點是高技術、高附加值。第二梯度為日本廠商，Azbil的產品主打實用性，沒有太多的擴展功能，離線診斷功能也比較弱。定位目標是中低端市場，突出特點是高可靠性、大面積應用。第三梯度為國內廠商，國內產品技術僅僅滿足基本控制要求，通訊方式也較簡單，定位目標是國內低端市場，突出特點是價格低。

表1 主要產品技術參數

Table 1 Main technical parameters

在現(xiàn)階段，國內用戶對智能閥門定位器功能的使用，90%使用功能還僅僅是對調節(jié)閥行程的控制，這也是閥門定位器的基本功能，這種功能體現(xiàn)不出閥門定位器的智能化特點，僅僅是一種初級操作的智能化，目前國產在售的智能閥門定位器系列產品均屬此類。國內這一代產品具有產品發(fā)展的時代技術特點，即產品技術處于起步研究階段，但這種技術可以滿足國內90%用戶的需求，是適合國內市場的合理技術。

產品技術滿足國內市場的同時，必須向高端看齊，擺脫國內產品技術含量低的痼疾，利用國家大項目供給設備國產化的契機，給國內高端用戶提供產品與服務，同時積極面向國際市場，同國外先進公司展開競爭，以提高中國產品在國際上的形象。

在“十三五”期間，國內各廠商可充分利用國家努力提高民族產業(yè)的契機，研發(fā)初步具有在線或者離線故障診斷分析功能的產品，該功能是智能定位器高端化的標志技術參數。通過不斷地試驗以及跟蹤現(xiàn)場用戶的使用反饋信息，豐富充實各種診斷功能，讓此技術慢慢從萌芽到成熟。

研發(fā)實力較強的公司可以開發(fā)具有功能安全等級的SIL認證產品，并開發(fā)HART，PROFIBUS-PA，F(xiàn)F通訊功能版本，具備CE認證，使產品可以全球應用，達到真正與歐美國際公司產品競爭。不僅定位器產品本身需要SIL安全認證，一些特殊工況需要調節(jié)閥成套系統(tǒng)SIL功能安全，如果能滿足這種小眾需求，更有助于宣傳和提高中國技術水平在用戶心中的地位。

對于智能閥門定位器特殊功能，如ESD緊急停車解決方案，產品在SIL3安全儀表系統(tǒng)中的應用，部分行程測試，調節(jié)閥運行狀態(tài)下更換定位器等功能，可以列入技術研究開發(fā)計劃，在“十三五”期間部分研究以作技術儲備。

3 國內智能閥門定位器產品發(fā)展規(guī)劃

智能閥門定位器的商業(yè)開發(fā)應有兩種模式：

1）不以片面追求功能的多樣化，高附加值為目的，而應以高可靠性、高環(huán)境適應性以及簡易的操作性、易于維護性為主，盡量滿足大部分用戶的使用需求，使之在中國市場能像傳統(tǒng)機械式定位器一樣被廣大普通用戶接受。目前在售的國內智能定位器應該以此為目的，國際公司包括Siemens也推出了類似的簡易產品（VP100），同國產競爭。

國內智能定位器由于其品牌影響力在用戶心中普遍不高，缺乏國際公司的品牌存在感，所以用戶對國內產品的認知度以及接受度都不高，這也是國內智能定位器推廣的一大難題。當前國內智能定位器的產品策略應該是在用戶心中建立自己的品牌意識，加大智能定位器的推廣，擴大市場占有率。

品牌的建立不是一朝一夕的事情，給用戶樹立信心很難，讓用戶失去信心則很容易。加強質量管理，讓產品有更高的可靠性，極低的返修率，是每個國內廠商必須努力的目標。

2）研發(fā)高附加值、高技術參數的高性能產品，面向高端用戶。技術發(fā)展上向國際大公司產品靠齊，研發(fā)具有各種通信協(xié)議的產品，擴展產品功能，研發(fā)符合歐美附件安裝標準（IEC 60534直行程執(zhí)行機構安裝標準，VDI/VDE3845角行程執(zhí)行機構安裝標準）。深化智能定位器的在線\離線診斷功能，研究監(jiān)測診斷軟件包與不同現(xiàn)場控制系統(tǒng)之間的兼容性。做好歐美市場上認可的各種國際認證，主要包括SIL認證，CE認證，爭取打入國內高端用戶市場，同時做好打入國際市場的技術準備。

作者簡介：

顏炳良，男，碩士，工程師，重慶川儀調節(jié)閥有限公司，主要從事智能閥門定位器的研究開發(fā)工作。

參考文獻：

【1】ARC資詢公司2007報告[Z].

【2】費舍爾DVC600用戶手冊[Z].

【3】西門子SIPART PS2智能電氣閥門定位器用戶手冊[Z].

【4】山武SS4-AVP302-0100智能定位器產品技術規(guī)格[Z].

【5】長坂文雄,本田善郎.智能式閥門定位器SVP3000Alphaplus的開發(fā)[J].世界儀表與自動化,1998,2(6):65-69.