气动阀岛技术(一)

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1、第5期(总期54期)溢体钴动与揎副No．5(SerialNo．54)2012年9月FluidPowerTransmissionandControlSept．，2012专题讲座气动阀岛技术(一)李跃金勤芳(费斯托(中国)有限公司上海201206)摘要：该专题在介绍气动阀岛的起源和发展的基础上，介绍了气动阀岛的结构类型及其对应的应用场合，并重点介绍代表最先进技术的模块化智能型气动阀岛的特点和应用案例，展望气动阀岛的发展趋势。关键词：气动；阀岛；现场总线；模块化；可编程中图分类号：TH138文献标志码：A文章编号：1672．8904．(2012)05—00

2、56—002引言开发、制造周期延长，而且常常会因为人为因素出现设计和制作上的错误。在上世纪80年代，随着工业自动化的发展，系统的构建也越加庞大，大量用到了气动、电动和控制元件。管道的连接和布线变得越来越复杂，这不仅增加输出信号了安装的复杂性，而且也导致成本增大。因此寻求一气源处理种新的技术解决方案是绝对有必要的。如今，气动阀电磁阀；}}；岛(以下简称阀岛)已经越来越广泛地应用在自动化橐垂领域中，比如汽车制造、橡胶、纺织、印刷包装、医药化气缸驱动器PLC,c，工、食品等领域。阀岛有如此大的吸引力，是因为在。一个系统里，使用阀岛之后可以大大降低气、电、机

3、的图1单个电磁阀及气动执行机构的接线及工作原理示例安装和连接数量，不仅使系统简洁、调试和维护方便，而且日后系统的更新或扩展都非常灵活。1阀岛的起源和发展对于气动系统，通常采用气动执行机构(如气缸、气爪、真空吸盘等)来实现送料、抓取等工序，这些气动执行机构的动作由电磁阀来控制(如图1所示)：要对每一个电磁阀进行电气连接，也就是说每一个线圈图2传统的独立接线控制方式都要逐个连接到控制系统；还要安装消音器，压缩气怎样才能简化气动系统的安装并且获得最佳的源以及连接到气缸的管接头等。性能，成为自动化领域内各大生产厂商所面临的问自动化程度越高，机器设备及其使用的

4、电气、气题。为解决这一问题，德国费斯托公司于20世纪80动系统的复杂化程度也越高，采用的气缸、电磁阀等年代开始致力于研究电一气一体化控制单元，最先推元件的数量也随之增多。在阀岛问世以前，传统的独出了阀岛技术并于1989年研发出世界上第一款阀立接线控制方式(如图2所示)，即使采用集装阀形岛。式，几十根甚至上百根的控制接线，气管连接，不仅使“阀岛”一词来源于德语，英文名为“Valvetermi布线安装困难，而且存在很多故障隐患，众多的连线nal”，它是全新的气电一体化的控制单元，由多个电和管道为设备的维护和管理带来不便，此外制造这一磁阀组成，集成了信号输

5、入偷出以及信号的控制与系统必须花费大量的时间和人力，这使得整个设备的通讯。阀岛技术的发展是伴随着工业自动化技术的收稿日期：2012．07—12不断发展而推陈出新的，从最初的带多针接口的阀岛作者简介：李跃(1981一)，女，大学本科，主要从事电气工程自动化专发展为带现场总线的阀岛，继而出现的带可编程控制业。2012年9月李跃等：气动阀岛技术(一)第57页器的智能型阀岛；从集装阀气路板安装方式发展为模息交换的对象之间只需一根两芯或四芯的总线电缆块化阀岛。阀岛技术与现场总线／工业以太网技术相连接。这大大减少了接线时间，有效降低了设备安装结合，不仅使气动系统

6、的布线更容易，而且还大大地空间，使设备的安装、调试和维护更加简便。简化了复杂系统的安装、调试、性能的检测和诊断以在由现场总线型阀岛组成的系统中，每个阀岛都及维护工作。借助现场总线／212业以太网高性能的一带有一个总线输人口和总线输出口，当系统中有多个体化信息系统，阀岛的气动、电气特性与优势得到充现场总线型阀岛或其它现场总线设备时，可以按照需分的发挥。要进行多种拓扑连接。现场总线型阀岛支持目前市场上所有开放式现场总线一协甚议，可直接通过总线电缆2阀岛的类型与主要可编程控制器厂家的控制器进行连接和通讯。根据电气连接方式以及产品结构的不同，阀岛主现场总线型

7、阀岛的出现标志着气一电一体化技术的发要分为3种类型，简述如下。展进入一个新的阶段，为气动自动化系统的网络化、1)多针接口的阀岛模块化提供了有效的技术手段。如图3所示，可编程控制器的输入输出信号均通过一根带多针插头的多芯电缆与阀岛相连，而由传感器输出的信号则通过电缆连接到阀岛的电信号输入口上。因此，可编程控制器与电磁阀、传感器输入信号之间的接口简化为只需一个多针插头和一根多芯电缆。与传统的集装气路板或者单个电磁阀安装方嘲：岛式实现的控制系统相比，采用多针接口阀岛，电磁阀图4现场总线型阀岛接线和通讯控制及产品示例部分不再需要接线端子排。所有电信号的处理、

8、保护功能，如极性保护、光电隔离、防尘防水等都在阀岛上3)可编程智能型阀岛实现。在自动化生产线中，为了使气动系