气动阀岛技术_二_
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阀岛工作原理
阀岛是一种管道系统中的控制装置,用于控制流体的流动。
它通常由多个阀门、仪表和配管组成,以实现对管道系统的流量、压力和温度等参数的控制和监测。
阀岛的工作原理如下:
1. 控制信号输入:通过现场仪表或自动控制系统,将控制信号输入到阀岛。
2. 信号解码:阀岛内的控制系统将收到的信号进行解码,确定需要进行的操作。
3. 选择阀门:根据解码结果,控制系统会选择相应的阀门进行动作。
可以是开启、关闭或部分开启阀门,以控制流体的流量和方向。
4. 阀门动作:根据控制命令,阀岛内的阀门将进行相应的动作,改变管道系统中的流动状态。
5. 流体控制:阀门的开启程度和关闭速度会根据控制信号进行调节,以达到所需的流量和压力控制。
6. 监测和反馈:阀岛内的仪表会监测流体的参数,如压力、温度和流量等,并将这些参数反馈给控制系统进行实时调节。
通过上述步骤,阀岛能够实现对管道系统中流体的精确控制,使得整个工艺过程能够稳定、安全地进行。
ZJ70/4500DB12钻机阀岛 使 用 说 明 书2005年06月前 言ZJ70/4500DB12钻机空气系统阀岛是我公司利用最先进技术气控元件于钻机的控制系统。
阀岛安装在绞车的阀岛控制箱内,主要用于控制滚筒离合、转盘惯刹、风动上卸扣、自动送钻离合、防碰保护、断电保护以及其他故障保护等。
为了使油田有关操作人员熟悉和掌握钻机空气系统阀岛的使用,本说明书着重介绍钻机空气系统阀岛的结构、技术参数、操作维护等。
在使用钻机空气系统以前,参与此项工作的管理人员、技术人员和操作者必须仔细阅读本说明书及与钻机空气系统有关的说明书和相关资料,了解并熟悉所有的细节,此外还应具备相应的安全操作知识和技能。
全部的管理工作和具体操作应按照本系统、本单位相关的规章制度要求执行。
i目录前言 (I)一、概述 (1)1.1、空气系统阀岛的作用和特点11.2、技术参数21.3、阀岛的组成2二、阀岛的使用 (5)2.1面板操作62.2触摸屏控制 7三、阀岛的维护与保养 (7)3.1气源质量83.2阀岛供气压力83.3阀岛控制箱快插软管83.4阀岛的故障判断与处理8四、附图 (9)ii空气系统阀岛一、概 述1.1、空气系统阀岛的作用和特点ZJ70/4500DB12钻机空气系统阀岛安装在钻机绞车的阀岛控制箱内,用以控制钻机滚筒离合、转盘惯刹、风动上卸扣、自动送钻离合、防碰保护、断电保护以及其他故障保护等功能。
阀岛的型号为10P-18-6A-MP-R-V-CCHCCH+R,其具有动作灵敏、结构简单、安装维护方便、操作容易、环境适应能力强(可用于各类防爆区域,不会对环境造成污染)和使用寿命长(1000万次)等特点。
钻机控制系统使用阀岛的一个更大好处是阀岛的连接控制电缆为一根多芯电缆,工厂根据阀岛的插头要求已经连接好电缆,用户使用时只需要插拔防爆插接头连接。
这样就可以省去大量的时间去连接以往的气路控制软管,也不用去一一查找铭牌对接,阀岛的插接头有一个箭头指示,只要操作人员将插接件对准插入锁紧即可。
8142339 2021-06a [8142348]原版操作手册的译本PI PROFIBUS PROFINET®, PROFIsafe® 是商标持有人在相关国家注册的商标。
目录1关于本文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.1适用文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2产品标记. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.3指定标准. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2安全. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1一般性安全提示. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2按规定使用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3可预见的错误使用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.4专业人员的资质. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.5认证. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3其他信息. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4产品概况. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.1结构特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.1.1气动部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.1.2电气部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.1.3气动组件的显示元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.1.4电气组件的显示元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.1.5气动组件的操作元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.1.6气动组件的连接元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364.1.7电气组件的连接元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374.1.8标签元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374.2功能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.2.1气动功能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.2.2电气功能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424.3工作模式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.3.1真空运行或低压运行. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.3.2逆向运行. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.4地址分配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.4.1工作阀的地址分配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.4.2特殊阀的地址分配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.4.3真空发生器的地址分配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5运输和存放. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 6装配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526.1安装方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526.2安装标签元件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 7安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537.1气动部分安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537.1.1气源处理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537.1.2连接气动管路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547.1.3调整减压阀. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597.2电气部分安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617.2.1连接电缆. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617.2.2建立电源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Festo — VTSA-F-CB — 2021-06a37.2.3针脚分配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627.2.4阀岛接地. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 8调试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.1气动部件的调试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.1.1测试气动部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.1.2完成气动组件的调试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698.2安全输出模块 CPX-FVDA-P2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 9参数设置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719.1过程数据. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719.2模块编号的特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749.3模块参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759.3.1CPX 模块监控. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759.4通道参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 10故障. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7610.1诊断. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7610.1.1诊断接口. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7710.2故障排除. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 11改装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8111.1更换阀岛部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8111.1.1更换阀或盖板. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8111.1.2更换排气板或排气盖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8211.1.3更换或增加垂直连接部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8211.1.4更换气路板或右侧端板. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8411.2改装阀岛. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8611.2.1改装为多个压力分区. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8611.2.2改装为内或外先导气源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8711.2.3改装至管道式先导排气. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8711.2.4安装先导气源开关阀. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8711.2.5安装软启动阀. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8711.2.6安装真空发生器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8811.3分开阀岛和 CPX 终端. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8811.4增加阀位. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 12技术参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9012.1环境条件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9012.2技术参数,机械部分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9112.3气动部分技术参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9212.3.1气动部分主要参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9212.3.2工作压力/先导压力. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9312.3.3阀切换时间. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9512.3.4流量表和图表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9812.4电气技术参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4Festo — VTSA-F-CB — 2021-06aFesto — VTSA-F-CB — 2021-06a 关于本文件51关于本文件本文件介绍了上述产品的使用。
宁波气动阀操作方法宁波气动阀是一种利用气压作为动力传递的控制阀门,广泛用于工业自动化控制系统中。
它主要由气动执行机构、阀体和配件组成。
下面我将向您详细介绍宁波气动阀的操作方法。
首先,宁波气动阀的主要工作原理是通过气动执行机构将气压信号转化为机械运动,从而实现阀门的开启和关闭。
在日常操作中,我们需要了解以下几个方面的内容。
1. 气源准备:气源是宁波气动阀正常工作的基础。
确保气源供应充足并且干净,气源压力一般在0.4-0.8MPa之间,使用前需要检查气源压力是否正常。
2. 阀门位置控制:宁波气动阀通常有三种位置状态:开启、关闭和中间位置。
通过改变气源信号的状态,可以使阀门实现不同的位置控制。
一般来说,我们可以通过连接气源到气动执行机构的气控部分,通过给气动执行机构施加气压信号,控制阀门的运动。
3. 操作手柄控制:有些宁波气动阀会配备操作手柄,通过手柄的旋转或拉动来控制阀门的开启和关闭。
在使用过程中,我们可以按照操作手柄的标志来确定阀门的状态,并通过旋转或拉动手柄来改变阀门的位置。
4. 自动控制:除了手动操作,宁波气动阀还可以通过自动控制系统来实现阀门的开启和关闭。
自动控制通常是通过连接气源到气动执行机构的自动控制设备,并通过控制设备的程序和信号来实现阀门的控制。
在实际操作中,我们需要注意以下几个方面的问题。
1. 安全操作:在操作宁波气动阀时,需要遵守操作规程,确保自己和他人的安全。
特别是在进行维护、检修或更换部件时,需要切断气源并确保阀门处于关闭状态。
2. 阀门的控制精度:在进行阀门的位置控制时,需要根据具体要求和实际情况来选择合适的气源压力和信号,以确保阀门的控制精度。
同时,需要定期检查气源压力和信号的稳定性,保持阀门的正常运行。
3. 阀门维护保养:为了延长宁波气动阀的使用寿命,我们需要定期清洗阀门和气动执行机构,并检查阀门和配件是否有损坏或磨损的情况。
如果发现问题,需要及时更换或修理。
4. 气源节约:为了节约气源的使用,我们需要合理使用气源,并优化气源的供应方式和控制策略。
一、阀岛工作原理阀岛是多个电磁阀的组合体,这几个电磁阀拥有同一个进气源,而输出端是各自独立的。
每个阀通常都是常闭的,一旦得到电控信号,电磁阀将打开,送出气动信号,以驱动其他液压元件。
每个电磁阀都有各自对应的指示灯,一旦电磁阀得电打开后,指示灯点亮。
电磁阀电控信号一般是24V 的。
通常阀岛安装在钻台上的一个电磁阀控制盒内,控制合一般有接线端子、接线图、阀岛管线标牌、气路管线图等。
每个电磁阀上有一个手动开关,可以手动打开电磁阀。
这个功能主要用于初期调试和故障检修。
手动打开后,电磁阀将不受电控信号控制而成直通状态。
正常时应该将手动开关至于自动位置,阀的开闭由电控信号控制。
12345678910111234567891011备用备用0V公共端转盘惯刹常闭转盘惯刹常开井架放碰常闭井架放碰常开顶杆阀常闭顶杆阀常开加热器 24V 加热器 0V 风动上扣备用备用风动卸扣1档转盘惯刹空挡2档备用锁档上层端子下层端子正常使用电磁阀的控制一般通过来PLC 完成。
每一个电磁阀对应一个PLC 的开关量输出点(DO )。
DO 点输出24V 信号,DO 模块上对应的输出点指示灯亮,电磁阀得电打开,电磁阀指示灯也点亮。
这时,受电磁阀控制的气路接通,驱动相应的液控装置。
上图是大庆ZJ30DB 转盘位的阀岛控制箱端子接线图。
端子分上、下两层,注意正确接线。
根据使用现场需要,阀岛箱内一般还有几个压力开关,压力开关内置一个常开或常闭无源触点。
压力开关主要是检测相关气控装置,如盘刹、惯刹、离合器等气路回气压力,一旦装置动作,气路存在压力,压力开关动作,送出一个高电平信号,供PLC使用。
在使用和维护时,应该对照图纸和接线,知道每个电磁阀对应的PLC的DO 点,以及每个电磁阀的功能。
如果出现异常,可以先检查通讯是否正常,DO点是否有输出。
如果PLC输出正常,检查电磁阀是否得电,如果电磁阀没有得电,可能是接线错误或松动,重新接上就可以了。
如果接线正常,就应该考虑可能是气路或电磁阀本身的问题。
气动阀岛技术(一)李跃; 金勤芳【期刊名称】《《流体传动与控制》》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】3页(P56-57,59)【关键词】气动; 阀岛; 现场总线; 模块化; 可编程【作者】李跃; 金勤芳【作者单位】费斯托(中国)有限公司上海 201206【正文语种】中文【中图分类】TH138引言在上世纪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,这不仅增加了安装的复杂性,而且也导致成本增大。
因此寻求一种新的技术解决方案是绝对有必要的。
如今,气动阀岛(以下简称阀岛)已经越来越广泛地应用在自动化领域中,比如汽车制造、橡胶、纺织、印刷包装、医药化工、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、机的安装和连接数量,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都要逐个连接到控制系统;还要安装消音器,压缩气源以及连接到气缸的管接头等。
自动化程度越高,机器设备及其使用的电气、气动系统的复杂化程度也越高,采用的气缸、电磁阀等元件的数量也随之增多。
在阀岛问世以前,传统的独立接线控制方式(如图2所示),即使采用集装阀形式,几十根甚至上百根的控制接线,气管连接,不仅使布线安装困难,而且存在很多故障隐患,众多的连线和管道为设备的维护和管理带来不便,此外制造这一系统必须花费大量的时间和人力,这使得整个设备的开发、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。
图1 单个电磁阀及气动执行机构的接线及工作原理示例图2 传统的独立接线控制方式怎样才能简化气动系统的安装并且获得最佳的性能,成为自动化领域内各大生产厂商所面临的问题。
气动阀岛技术(二)李跃; 金勤芳; 章文俊【期刊名称】《《流体传动与控制》》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】6页(P51-56)【关键词】气动; 阀岛; 现场总线; 模块化; 可编程【作者】李跃; 金勤芳; 章文俊【作者单位】费斯托中国有限公司上海 201206【正文语种】中文【中图分类】TH1383 模块化阀岛模块化阀岛的推出,有助于用户进一步提高生产效能。
因为模块化设计,使阀岛具有不同组合,可以配置生成多样化的方案来满足用户的不同需求,从而使用户能以尽可能少的投入,生产尽可能多样化的产品。
如图5所示,模块化阀岛的基本结构具有如下特征:1)通讯/控制模块不依赖于气动阀组,可以根据具体的工艺设计选择或者更替不同的电气连接方式:多针接口型、现场总线型和可编程智能型。
2)各种电信号的输入/输出模块可以自由灵活的组合、扩展或者移除。
3)电磁阀的数量可以灵活配置,不同功能、尺寸的电磁阀可以采用气路板底座安装的方式集成在一个阀岛上。
德国费斯托公司的MPA型阀岛,是目前世界上安装电磁阀数量最多的一款阀岛,一个阀岛上最多可安装128个二位三通电磁阀。
图5 模块化阀岛及阀岛组件拆装更换示例(德国Festo-Type04型阀岛)这种模块化结构是高度集成化与紧凑化的,极大地优化了阀岛的电气和气动安装。
用户使用模块化阀岛后,不仅能有效降低现场设备的安装调试时间,而且能有效节约设备内元器件的安装空间,这样有利于缩短项目周期、降低项目成本,并使设备维护变得更加便捷。
现分三部分详述如下。
3.1 气动部分不论是多针接口型还是现场总线型/可编程智能型阀岛,电磁阀都采用气路板底座安装形式。
气路板底座安装形式指的是:每1/2/4片相同尺寸的阀,安装在相应规格的气路板底座上,阀片与底座通过安装螺钉固定;而相邻的、不同规格的气路板底座则借助过渡转接板、安装螺钉等安装件组合安装在一起;阀岛的进气和排气则默认统一由阀岛的电-气接口和/或右端板来实现,该电-气接口将阀岛左侧的模块化电模块与右侧的模块化气动阀组整合在一起,在这个电-气接口和/或右端板上,有一个为整个阀岛提供气源压力的进气口,还可以根据阀岛安装现场的环境状况和工艺需要,选择阀岛电-气接口上排气口的排气方式:大面积消声器或者集中管式排气。
第6期(总期55期)2012年11月Fluid Power Transmission and ControlNo.6(Serial No.55)Nov.,2012气动阀岛技术(二)李跃金勤芳章文俊(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)06-0051-006 3模块化阀岛模块化阀岛的推出,有助于用户进一步提高生产效能。
因为模块化设计,使阀岛具有不同组合,可以配置生成多样化的方案来满足用户的不同需求,从而使用户能以尽可能少的投入,生产尽可能多样化的产品。
如图5所示,模块化阀岛的基本结构具有如下特征:1)通讯/控制模块不依赖于气动阀组,可以根据具体的工艺设计选择或者更替不同的电气连接方式:多针接口型、现场总线型和可编程智能型。
2)各种电信号的输入/输出模块可以自由灵活的组合、扩展或者移除。
3)电磁阀的数量可以灵活配置,不同功能、尺寸的电磁阀可以采用气路板底座安装的方式集成在一个阀岛上。
德国费斯托公司的MPA型阀岛,是目前世界上安装电磁阀数量最多的一款阀岛,一个阀岛上最多可安装128个二位三通电磁阀。
5模块化阀岛及阀岛组件拆装更换示例(德国Festo-Type04型阀岛)这种模块化结构是高度集成化与紧凑化的,极大地优化了阀岛的电气和气动安装。
用户使用模块化阀岛后,不仅能有效降低现场设备的安装调试时间,而且能有效节约设备内元器件的安装空间,这样有利于缩短项目周期、降低项目成本,并使设备维护变得更加便捷。
现分三部分详述如下。
3.1气动部分不论是多针接口型还是现场总线型/可编程智能收稿日期:2012-07-12作者简介:李跃(1981-),女,大学本科,主要从事电气工程自动化专业。
型阀岛,电磁阀都采用气路板底座安装形式。
气路板底座安装形式指的是:每1/2/4片相同尺寸的阀,安装在相应规格的气路板底座上,阀片与底座通过安装螺钉固定;而相邻的、不同规格的气路板底座则借助过渡转接板、安装螺钉等安装件组合安装在一起;阀岛的进气和排气则默认统一由阀岛的电-气接口和/或右端板来实现,该电-气接口将阀岛左侧的模块化电模块与右侧的模块化气动阀组整合在一起,在这个电-气接口和/或右端板上,有一个为整个阀岛提供气源压力的进气口,还可以根据阀岛安装现场的环境状况和工艺需要,选择阀岛电-气接口上排气口的排气方式:大面积消声器或者集中管式排气。
这两种排气方式各自的特点与适用场合是:采用大面积消声器这种方式,阀岛的排气口是一个平板式消声器,或者管式消声器,阀岛所在的环境相对来说没有较重的油雾、粉尘,不会很快的污染堵塞消声器,影响它的排气性能;使用大面积消声器方式排气,优点是其排气流量大,能满足气动执行机构响应速度快的要求,其缺点是经过阀岛的压缩空气直接经由消声器排放在现场,不能回收循环利用压缩空气。
而采用集中管式排气这种方式,阀岛的排气口是一个螺纹接口,可以通过快插接头连接气管,这样就可以将阀岛排放的压缩空气集中收集循环再利用。
如图6所示,当阀岛上的阀组数量较多,对压缩空气流量要求较高时,还可以在任意相邻的气路板底座之间添加进气和排气一体化的辅助气源板,以提高阀岛的进气量。
这个辅助气源板的进气和排气方式与阀岛默认的电-气接口或者端板上的进气和排气方式一致;例如:阀岛如果选择内先导进气方式、大面积消声器排气方式,那么对应的辅助气源板上的进气和排气方式也分别是内先导进气方式、大面积消声器排气方式;此外,借助这个辅助气源板,和安装在气路板底座之间的隔离密封件,可以很方便的实现压力分区,达到在一个阀岛上实现电磁阀的工作压力不同的目的。
6模块化阀岛-阀片、气路板底座、进气排气、辅助气源板(德国Festo-32型MPA-S 阀岛)3.2电气部分-多针接口型阀岛使用多针接口型阀岛,阀岛和PLC 控制器输出模块之间只需通过一根多芯(如25芯)电缆线连接,这根电缆线包括了和每一个电磁线圈相连的一根导线以及和所有的线圈相连的公共地线。
用户按照相应的电磁线圈接线图将多芯电缆线与PLC 控制器上的输出点连接起来以后,就可以实现PLC 对阀岛上的电磁阀点对点的通讯控制;而阀岛这一端,所有的电磁线圈与多芯电缆的连接则是通过预装配好的电路板连接的,用户不需要再做电气接线工作;所以,在电磁阀需求数量较少(如8、16或者24个),阀岛与PLC 控制器之间的距离较短时(一般不超过10m ),采用多针接口型阀岛,可以较为快捷的进行电气的接线工作;只是使用多针接口型阀岛时,受限于多针连接器的针脚数,每个阀岛能够集成安装的电磁阀数量有限。
因此,在大型的模块化生产线上,不建议采用多针接口的阀岛,因为多针阀岛难以适应动辄使用上百个电磁阀和输入/输出模块的场合。
3.3电气部分-现场总线型/可编程智能型阀岛为了满足大型模块化生产线设备的要求,现场总线型/可编程智能型阀岛正在越来越普遍并广泛地投入使用。
如图7所示,与PLC 控制器通讯的现场总线节点,以及与之衔接的输入/输出模块是一个个独立的可以方便拆卸、快速更换与扩展的模块,如果阀岛需要使用不同的现场总线协议,与不同的PLC 控制器通讯,只需要更换该阀岛上的总线节点以及相应的总线接口的插头即可;此外,这些模块化的输入/输出模块集成在阀岛上,直接安装在生产设备上,因此现场的输入/输出信号装置,如安装在气缸上,用来检测活塞位置的接近开关,或者需要精确工作压力,并且可以随时任意调节的比例调压阀等,都可以直接用相应的连接电缆连接到阀岛上的输入/输出模块上。
这些都有效缩短了现场生产设备的输入/输出装置到控制柜内PLC 控制器的连接电缆的距离,降低了布线安装的工时、人力与成本。
7模块化阀岛的进一步完善(德国Festo-CPX-MPA 阀岛)随着现场总线、工业以太网技术的不断发展,模块化阀岛的产品设计理念也日益完善和成熟,阀岛上可以集成并实现的功能也越来越强大和丰富,从而能满足用户在实际生产中的更多需要,如图7所示,模块化阀岛正在向多功能一体化终端演化。
其主要特点和优点,现阐述如下。
1)电信号模块种类和功能更多更丰富,能更好2012年第6期页第52地满足自动化生产的即插即用要求。
·模拟量输入模块2通道、4通道的模拟量输入模块,通过标准的模拟量接口来连接各种不同的模拟量传感器,如压力传感器、流量传感器、位移传感器、温度传感器等;传感器的信号类型可以是电压型、电流型,信号范围广泛,包括:0~20mA,4~20mA,-20~+20mA,0~10V,-5~+ 5V,-10~10V;用来测量温度直接读取温度值的模拟量输入模块,可以连接的温度传感器类型,主要有热电偶和热电阻两种,支持的热电偶温度传感器类型有B、E、J、K、N、R、S、T等8种,支持的热电阻温度传感器的类型有PT100~PT1000和Ni100~Ni1000这两大类,用户可以使用不同的模拟量温度模块和温度传感器组合,来测量不同的温度范围。
·模拟量输出模块模拟量输出模块用来连接并控制比例调压阀等外围设备;其输出信号类型可以是电压型,信号范围是0~10V,也可以是电流型,信号范围是4~20mA和0~20mA。
·数字量输入模块数字量输入模块可以连接标准的两线制或三线制传感器,如接近开关或电感式传感器,输入信号的数量和切换方式的组合有多种选择,如4点PNP切换、8点PNP和NPN切换、16点PNP切换,此外,具有通道诊断功能的输入模块,当模块上某个输入通道发生特定故障,如短路、断线的时候,会向PLC控制器发送故障信息,便于使用者能快速准确的找到和排除故障。
·数字量输出模块数字量输出模块,可以用来连接并控制电磁阀、小型的液压阀、指示灯等外围设备,其输出信号的数量和切换方式的组合有4点PNP切换、8点PNP切换、大负载电流的8点PNP切换等。
所有这些输入、输出模块的结构同之前的模块化阀岛相比较,模块化程度更高,主要体现在这些模块从上到下是由可以自由分解、组合的三种单元组件构成的,如图8所示,最上层是连接输入/输出设备的前连接面板、中间是具体的输入/输出模块、最底层是安装这些前连接面板和输入/输出模块的互联底座。
采用这种“搭积木”组合方式的模块化阀岛的电气终端部分,用户在更改或者替换某一个输入/输出模块的时候,只需要将前连接面板四个角上的安装螺钉拧松,将该面板拆下来,就可以快速更换了,而安装在连接面板上的、连接输入/输出设备的电缆线插头并不需要取下来,这可以大大节省用户的设备维护时间和人力,减少停机时间。
8模块化电模块-电模块的结构(德国Festo-CPX-MPA阀岛)与这些输入/输出模块组合的前连接面板,即输入/输出信号的连接方式有很多种,比如:适合在控制柜内使用,防护等级为IP20的夹紧式端子方式、适合在现场使用防护等级为IP65/IP67的M8-3针、M8-4针、M12-5针圆形插座、Sub-D25针插座方式等;用户依据不同的应用场合和输入/输出模块的类型,选择合适的前连接面板就可以轻松实现即插即用。
·现场总线/工业以太网通讯模块和功能模块模块化阀岛的电气终端部分,除了不断扩充和丰富输入/输出模块的类型以外,还能配置类型多样的现场总线节点通过相应的连接方式和上位PLC控制器进行通讯,如应用广泛的开放式现场总线协Profi-bus-DP、DeviceNet、CC-Link、CANOpen、INTERBUS 等很早就有相应的总线节点模块,而工业以太网技术,如Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT、Modbus-TCP的兴起和飞速发展也促成了相应的以太网节点模块的诞生。
此外,更多创新的功能模块正不断地被开发出来,进一步推动和发展了模块化阀岛的多用途终端特性,例如:控制电驱动单元的智能模块,可以直接和电驱动控制器连接,实现单轴、多轴的运动控制,从而使模块化阀岛实现可编程柔性运动控制器的功能,极大地提高了阀岛的智能化程度;总线/工业以太网通讯模块和功能模块的前连接面板虽然不能像上面介绍到的输入/输出模块那样灵活拆卸组合,而是和具体的电模块封装成一体的,但是依然可以从最底层的互联模块上拆卸下来,如此一来,用户在更换模块的时候,只要拧松前连接面板上的安装螺钉,就可以将旧模块从互联底座上拆除进行更换,不需要像以前那样2012年11月李跃等:气动阀岛技术(二)页第53先将整个阀岛从安装支架或安装面上取下来,再将模块左右相连的电气模块拆开才可以更换。