来源：Valve World 杂志 2024 年 11 月号（Technical Story）。图文：Automize Lab. Co., Ltd.。本文为中文编译版，原文链接：https://valve-world.net/a-retrofit-solution-for-manual-valve-automation/
Valve Automizer 手动阀自动化加装装置（图源：Automize Lab.）
阀门是在楼宇、农业设备、工厂设备、船舶和装置等各种场合控制流体的必备部件。虽然有些阀门正在被电控自动化阀门取代，但许多已安装的阀门仍是手动阀门，短期内不会更换。
自动化+联网阀门系统的主要优点包括：
这些应用适用于楼宇、农业设备、工厂设备、船舶和装置等各个领域。此类阀门系统的实施带来多重优势：推进 IoT/DX 举措、提高工作效率、缓解人手短缺、提升运行安全、降低受损可能、加快应急恢复。这些益处有助于构建稳健的业务连续性计划（BCP），应对当前的社会挑战。Automize Lab. 为此开发了 Valve Automizer——这款加装式自动化装置可在不更换既有手动阀门的前提下实现阀门自动化。
工厂、楼宇和船舶中的各类设备每天都在维护和更新。在需要降低维护管理成本（生命周期成本）的场合，目标是让设备尽可能长期使用；此外出于 BCP（业务连续性计划）的角度，还要求设备能够远程操作。
工厂设备和船舶中在役的阀门大多数是手动阀门。新开发的加装式自动化装置 Valve Automizer，无需更换或报废既有手动阀门，即可对其进行远程操作和自动化改造，具有以下共同特点：
针对过去安装手动阀门的环境，还开发了以下附加功能：
为实现各项功能，Valve Automizer 识别出了多种课题，并针对性地进行了以下新开发：
1. 利用伺服电机和独特的负载/位移控制实现自动化
手动阀门存在个体差异，操作力随介质类型、压力等因素变化。例如关阀时，操作者需要人工调整力度和速度等；将这类调整自动化，就是通过伺服电机的负载和位移控制实现的。
2. 通过系统小型化实现加装和便捷安装
伺服电机控制电路为自主开发，实现了小型化（体积约为市售伺服控制电路的十分之一），并集成了网络功能和应对异常的附带电池，便于加装和轻松安装。
3. 蜂群控制（Swarm control）技术
通过将网络中各阀门的控制与传感器整合，可以把蜂群控制技术应用于阀门网络。通过开发原创软件，蜂群控制带来的自主控制可让多台阀门协同工作，满足工况要求。
本报告旨在考察机电一体化系统在各领域的应用，并探讨将这些系统与 IoT 和 AI 技术整合的基础知识与技术。所得发现如下：
1. 柔性提升 Valve Automizer 是一款独特的阀门加装式自动化装置，超小型、轻量化的设计使改造成为可能。阀门的"加装式自动化"是传统设备（阀门执行机构）所不具备的新功能，为无法更换阀门的场合提供了新的自动化路径。
2. 小型、轻量与高可靠 Valve Automizer 的伺服电机控制电路为自主开发，体积约为市售伺服控制电路的十分之一。尺寸和重量的大幅缩减，加上元器件数量的减少，提高了整机的可靠性。
3. 更高的精度与速度 Valve Automizer 配备 CPU 和自主开发的伺服电机控制电路，可实现更高的精度和速度。
4. 推进加装式自动化带来的机电一体化新收益 Valve Automizer 利用上述（1）至（3）的机电一体化技术与优势，实现了阀门的加装式自动化。改造的便捷性使大量设备得以接入网络，自主协同控制成为可能。
本报告考察了机电一体化控制技术在 Valve Automizer 这一加装式自动化装置开发中的应用，展示了机电一体化与 IoT 整合的潜在收益。
