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***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***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？

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***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，还有机器学习和人工智能的案例。

其实进行调节阀分析的更好方法是使用数字阀门定位器，该定位器内置了位置反馈和其他众多类型的传感器，以及嵌入式阀门分析诊断软件，无需在通用数据分析软件中重新创建阀门诊断模块。

新型数字阀门定位器内置众多传感器，可以自动收集预测阀门分析所需的原始数据，不需要额外的外部传感器。内置的传感器可以采集以下数据:

•   阀杆位置

•   供气压力

•   输出气压

•   温度

•   内部气动放大器位置

阀门分析要能够进行在线诊断，即在过程控制中对阀门进行非侵入式的连续诊断，且不影响整个工艺流程的正常运行。重点在于调节阀一直在移动中，通过持续监测这些运动，软件可以诊断阀门健康和性能，没必要一定进行全行程测试。大量的传感器使预测和***的分析成为可能，原始数据首先被输入到嵌入在数字阀门定位器中的内置模块中。由于传感器内置在定位器中，数据更新可以跟上调节阀的快速运动；数字阀门定位器的在线分析表现更好的另一原因是这其实就是类似边缘计算的情况。在线阀门诊断可以检查故障包括:

•   行程偏差

•   供气压力（调压阀、过滤器）

•   执行机构压力不平衡 

•   漏气（管接头、管道、执行机构）

•   阀门摩擦/死区（填料蚀薄）    

•   小幅震荡（增益）

阀门分析诊断数据是通过“第二通道”从数字阀门定位器传输到阀门分析软件中。这个通道并不是单独的传输线路，而是与阀门控制信号（控制器输出）共用线路。如果系统以4-20 mA作为主通道，则第二个通道是采用HART通信协议，也可以通过WirelessHART进行无线传输。如果系统基于FOUNDATION现场总线，则主通道和第二通道均为现场总线。主通道进行阀门控制设定和反馈，第二通道进行组态和诊断。同样，未来的Ethernet-APL也将使用采用类似方式进行实时阀门设定值监测和位置反馈，使用主从模式进行诊断、组态/设置、校准等。