氣動(dòng)閥島技術(shù)(一)

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1、第5期(總期54期)溢體鈷動(dòng)與揎副No．5(SerialNo．54)2012年9月FluidPowerTransmissionandControlSept．，2012專題講座氣動(dòng)閥島技術(shù)(一)李躍金勤芳(費(fèi)斯托(中國(guó))有限公司上海201206)摘要：該專題在介紹氣動(dòng)閥島的起源和發(fā)展的基礎(chǔ)上，介紹了氣動(dòng)閥島的結(jié)構(gòu)類型及其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合，并重點(diǎn)介紹代表最先進(jìn)技術(shù)的模塊化智能型氣動(dòng)閥島的特點(diǎn)和應(yīng)用案例，展望氣動(dòng)閥島的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：氣動(dòng)；閥島；現(xiàn)場(chǎng)總線；模塊化；可編程中圖分類號(hào)：TH138文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1672．8904．(2012)05—00

2、56—002引言開(kāi)發(fā)、制造周期延長(zhǎng)，而且常常會(huì)因?yàn)槿藶橐蛩爻霈F(xiàn)設(shè)計(jì)和制作上的錯(cuò)誤。在上世紀(jì)80年代，隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，系統(tǒng)的構(gòu)建也越加龐大，大量用到了氣動(dòng)、電動(dòng)和控制元件。管道的連接和布線變得越來(lái)越復(fù)雜，這不僅增加輸出信號(hào)了安裝的復(fù)雜性，而且也導(dǎo)致成本增大。因此尋求一氣源處理種新的技術(shù)解決方案是絕對(duì)有必要的。如今，氣動(dòng)閥電磁閥；}}；島(以下簡(jiǎn)稱閥島)已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在自動(dòng)化橐垂領(lǐng)域中，比如汽車制造、橡膠、紡織、印刷包裝、醫(yī)藥化氣缸驅(qū)動(dòng)器PLC,c，工、食品等領(lǐng)域。閥島有如此大的吸引力，是因?yàn)樵?。一個(gè)系統(tǒng)里，使用閥島之后可以大大降低氣、電、機(jī)

3、的圖1單個(gè)電磁閥及氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接線及工作原理示例安裝和連接數(shù)量，不僅使系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、調(diào)試和維護(hù)方便，而且日后系統(tǒng)的更新或擴(kuò)展都非常靈活。1閥島的起源和發(fā)展對(duì)于氣動(dòng)系統(tǒng)，通常采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如氣缸、氣爪、真空吸盤等)來(lái)實(shí)現(xiàn)送料、抓取等工序，這些氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由電磁閥來(lái)控制(如圖1所示)：要對(duì)每一個(gè)電磁閥進(jìn)行電氣連接，也就是說(shuō)每一個(gè)線圈圖2傳統(tǒng)的獨(dú)立接線控制方式都要逐個(gè)連接到控制系統(tǒng)；還要安裝消音器，壓縮氣怎樣才能簡(jiǎn)化氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝并且獲得最佳的源以及連接到氣缸的管接頭等。性能，成為自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)各大生產(chǎn)廠商所面臨的問(wèn)自動(dòng)化程度越高，機(jī)器設(shè)備及其使用的

4、電氣、氣題。為解決這一問(wèn)題，德國(guó)費(fèi)斯托公司于20世紀(jì)80動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜化程度也越高，采用的氣缸、電磁閥等年代開(kāi)始致力于研究電一氣一體化控制單元，最先推元件的數(shù)量也隨之增多。在閥島問(wèn)世以前，傳統(tǒng)的獨(dú)出了閥島技術(shù)并于1989年研發(fā)出世界上第一款閥立接線控制方式(如圖2所示)，即使采用集裝閥形島。式，幾十根甚至上百根的控制接線，氣管連接，不僅使“閥島”一詞來(lái)源于德語(yǔ)，英文名為“Valvetermi布線安裝困難，而且存在很多故障隱患，眾多的連線nal”，它是全新的氣電一體化的控制單元，由多個(gè)電和管道為設(shè)備的維護(hù)和管理帶來(lái)不便，此外制造這一磁閥組成，集成了信號(hào)輸

5、入偷出以及信號(hào)的控制與系統(tǒng)必須花費(fèi)大量的時(shí)間和人力，這使得整個(gè)設(shè)備的通訊。閥島技術(shù)的發(fā)展是伴隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的收稿日期：2012．07—12不斷發(fā)展而推陳出新的，從最初的帶多針接口的閥島作者簡(jiǎn)介：李躍(1981一)，女，大學(xué)本科，主要從事電氣工程自動(dòng)化專發(fā)展為帶現(xiàn)場(chǎng)總線的閥島，繼而出現(xiàn)的帶可編程控制業(yè)。2012年9月李躍等：氣動(dòng)閥島技術(shù)(一)第57頁(yè)器的智能型閥島；從集裝閥氣路板安裝方式發(fā)展為模息交換的對(duì)象之間只需一根兩芯或四芯的總線電纜塊化閥島。閥島技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線／工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)相連接。這大大減少了接線時(shí)間，有效降低了設(shè)備安裝結(jié)合，不僅使氣動(dòng)系統(tǒng)

6、的布線更容易，而且還大大地空間，使設(shè)備的安裝、調(diào)試和維護(hù)更加簡(jiǎn)便。簡(jiǎn)化了復(fù)雜系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、性能的檢測(cè)和診斷以在由現(xiàn)場(chǎng)總線型閥島組成的系統(tǒng)中，每個(gè)閥島都及維護(hù)工作。借助現(xiàn)場(chǎng)總線／212業(yè)以太網(wǎng)高性能的一帶有一個(gè)總線輸人口和總線輸出口，當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)體化信息系統(tǒng)，閥島的氣動(dòng)、電氣特性與優(yōu)勢(shì)得到充現(xiàn)場(chǎng)總線型閥島或其它現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備時(shí)，可以按照需分的發(fā)揮。要進(jìn)行多種拓?fù)溥B接。現(xiàn)場(chǎng)總線型閥島支持目前市場(chǎng)上所有開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線一協(xié)甚議，可直接通過(guò)總線電纜2閥島的類型與主要可編程控制器廠家的控制器進(jìn)行連接和通訊。根據(jù)電氣連接方式以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同，閥島主現(xiàn)場(chǎng)總線型

7、閥島的出現(xiàn)標(biāo)志著氣一電一體化技術(shù)的發(fā)要分為3種類型，簡(jiǎn)述如下。展進(jìn)入一個(gè)新的階段，為氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、1)多針接口的閥島模塊化提供了有效的技術(shù)手段。如圖3所示，可編程控制器的輸入輸出信號(hào)均通過(guò)一根帶多針插頭的多芯電纜與閥島相連，而由傳感器輸出的信號(hào)則通過(guò)電纜連接到閥島的電信號(hào)輸入口上。因此，可編程控制器與電磁閥、傳感器輸入信號(hào)之間的接口簡(jiǎn)化為只需一個(gè)多針插頭和一根多芯電纜。與傳統(tǒng)的集裝氣路板或者單個(gè)電磁閥安裝方嘲：島式實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)相比，采用多針接口閥島，電磁閥圖4現(xiàn)場(chǎng)總線型閥島接線和通訊控制及產(chǎn)品示例部分不再需要接線端子排。所有電信號(hào)的處理、

8、保護(hù)功能，如極性保護(hù)、光電隔離、防塵防水等都在閥島上3)可編程智能型閥島實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，為了使氣動(dòng)系