位五通電磁閥原理圖解

1、二位五通電磁閥原理圖解電-氣轉(zhuǎn)化組件將電訊號轉(zhuǎn)化為氣動訊號，電氣訊號輸入控制了氣動輸出。最常用的電-氣轉(zhuǎn)換組件是電磁閥(Solenoid actuated valves) 。電磁閥既是電器控制部分和氣動執(zhí)行部分的接口，也是和氣源系統(tǒng)的接口。電磁閥接受命令去釋放，停止或改變壓縮空氣的流向，在電-氣動控制中，電磁閥可以實現(xiàn)的功能有：氣動執(zhí)行組件動作的方向控制，ON/OFF開關(guān)量控制，OR/NOT/AND 邏輯控制。在電磁閥家族中，最重要的是電磁控制換向閥(Solenoid actuated directional control valves) 。 電磁控制換向閥的工作原理在氣動回路中，電磁控制換

2、向閥的作用是控制氣流通道的通、斷或改變壓縮空氣的流動方向。主要工作原理是利用電磁線圈產(chǎn)生的電磁力的作用，推動閥芯切換，實現(xiàn)氣流的換向。按電磁控制部分對換向閥推動方式的不同，可以分為直動式電磁閥和先導(dǎo)式電磁閥。直動式電磁閥直接利用電磁力推動閥芯換向，而先導(dǎo)式換向閥則利用電磁先導(dǎo)閥輸出的先導(dǎo)氣壓推動閥芯換向。圖4.2a表示3/2(三路二位)直動式電磁閥(常斷型)結(jié)構(gòu)的簡單剖面圖及工作原理。線圈通電時，靜鐵芯產(chǎn)生電磁力，閥芯受到電磁力作用向上移動，密封墊抬起，使1、2接通，2、3斷開，閥處于進氣狀態(tài)，可以控制氣缸動作。當斷電時，閥芯靠彈簧力的作用恢復(fù)原狀，即1、2斷，2、3通，閥處于排氣狀態(tài)。二位五

3、通雙電控電磁閥的工作原理2009-10-20 21:47在氣路(或液路)上來說，兩位三通電磁閥具有1個進氣孔(接進氣氣源)、1個出氣孔(提供給目標設(shè)備氣源)、1個排氣孔(一般安裝一個消聲器，如果不怕噪音的話也可以不裝_)。 兩位五通電磁閥具有1個進氣孔(接進氣氣源)、1個正動作出氣孔和1個反動作出氣孔(分別提供給目標設(shè)備的一正一反動作的氣源)、1個正動作排氣孔和1個反動作排氣孔(安裝消聲器)。 對于小型自動控制設(shè)備，氣管一般選用812mm的工業(yè)膠氣管。電磁閥一般選用日本SMC(高檔一點，不過是小日本的產(chǎn)品)、臺灣亞德客(實惠，質(zhì)量也不錯)或其它國產(chǎn)品牌等等。 在電氣上來說，兩位三通電磁閥一般為

4、單電控(即單線圈)，兩位五通電磁閥一般為雙電控(即雙線圈)。線圈電壓等級一般采用DC24V、AC220V等。 兩位三通電磁閥分為常閉型和常開型兩種，常閉型指線圈沒通電時氣路是斷的，常開型指線圈沒通電時氣路是通的。 常閉型兩位三通電磁閥動作原理：給線圈通電，氣路接通，線圈一旦斷電，氣路就會斷開，這相當于“點動”。 常開型兩位三通單電控電磁閥動作原理：給線圈通電，氣路斷開，線圈一旦斷電，氣路就會接通，這也是“點動”。 兩位五通雙電控電磁閥動作原理：給正動作線圈通電，則正動作氣路接通(正動作出氣孔有氣)，即使給正動作線圈斷電后正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給反動作線圈通電為止。 給反動作線圈

5、通電，則反動作氣路接通(反動作出氣孔有氣)，即使給反動作線圈斷電后反動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給正動作線圈通電為止。這相當于“自鎖”。 基于兩位五通雙電控電磁閥的這種特性，在設(shè)計機電控制回路或編制PLC程序的時候，可以讓電磁閥線圈動作12秒就可以了，這樣可以保護電磁閥線圈不容易損壞。圖4.2b表示5/2(五路二位)直動式電磁閥(常斷型)結(jié)構(gòu)的簡單剖面圖及工作原理。起始狀態(tài)，1，2進氣4，5排氣線圈通電時，靜鐵芯產(chǎn)生電磁力，使先導(dǎo)閥動作，壓縮空氣通過氣路進入閥先導(dǎo)活塞使活塞啟動，在活塞中間，密封圓面打開通道，1，4進氣，2，3排氣當斷電時，先導(dǎo)閥在彈簧作用下復(fù)位，恢復(fù)到原來的狀態(tài)。閥的

6、功能：(Function)電磁閥的菜單示它的電-氣轉(zhuǎn)換復(fù)雜性。閥的功能由兩個數(shù)字表示：M和N，稱為M路N位電磁閥，“N位”表示換向閥的切換位置，也表示閥的狀態(tài)。閥的位置數(shù)目就是N的數(shù)值，如二位閥有兩個位置選擇亦即有兩種狀態(tài)，三位閥則有三個位置選擇亦即有三種不同的狀態(tài)。“M路”表示閥對外接口的通路，包括進氣口，出氣口和排氣口，通路的數(shù)目便是M的數(shù)值，如二路閥，三路閥等。圖4.1a例子中的閥為3/2直動式電磁閥，念作“三路二位閥” ，表示該閥有兩個位，即“通”和“斷” 兩個狀態(tài)，有三個氣口，分別為 1：進氣口，2：出氣口，3：排氣口。二位五通雙電控電磁閥的工作原理2009-10-20 21:47在

7、氣路(或液路)上來說，兩位三通電磁閥具有1個進氣孔(接進氣氣源)、1個出氣孔(提供給目標設(shè)備氣源)、1個排氣孔(一般安裝一個消聲器，如果不怕噪音的話也可以不裝_)。 兩位五通電磁閥具有1個進氣孔(接進氣氣源)、1個正動作出氣孔和1個反動作出氣孔(分別提供給目標設(shè)備的一正一反動作的氣源)、1個正動作排氣孔和1個反動作排氣孔(安裝消聲器)。 對于小型自動控制設(shè)備，氣管一般選用812mm的工業(yè)膠氣管。電磁閥一般選用日本SMC(高檔一點，不過是小日本的產(chǎn)品)、臺灣亞德客(實惠，質(zhì)量也不錯)或其它國產(chǎn)品牌等等。 在電氣上來說，兩位三通電磁閥一般為單電控(即單線圈)，兩位五通電磁閥一般為雙電控(即雙線圈)

8、。線圈電壓等級一般采用DC24V、AC220V等。 兩位三通電磁閥分為常閉型和常開型兩種，常閉型指線圈沒通電時氣路是斷的，常開型指線圈沒通電時氣路是通的。 常閉型兩位三通電磁閥動作原理：給線圈通電，氣路接通，線圈一旦斷電，氣路就會斷開，這相當于“點動”。 常開型兩位三通單電控電磁閥動作原理：給線圈通電，氣路斷開，線圈一旦斷電，氣路就會接通，這也是“點動”。 兩位五通雙電控電磁閥動作原理：給正動作線圈通電，則正動作氣路接通(正動作出氣孔有氣)，即使給正動作線圈斷電后正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給反動作線圈通電為止。 給反動作線圈通電，則反動作氣路接通(反動作出氣孔有氣)，即使給反動作線

9、圈斷電后反動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給正動作線圈通電為止。這相當于“自鎖”。 基于兩位五通雙電控電磁閥的這種特性，在設(shè)計機電控制回路或編制PLC程序的時候，可以讓電磁閥線圈動作12秒就可以了，這樣可以保護電磁閥線圈不容易損壞。兩位五通電磁閥通常與雙作用氣動執(zhí)行機構(gòu)配套使用，兩位是兩個位置可控：開-關(guān)，五通是有五個通道通氣，其中1個與氣源連接，兩個與雙作用氣缸的外部氣室的進出氣口連接，兩個與內(nèi)部氣室的進出氣口接連，具體的工作原理可參照雙作用氣動執(zhí)行機構(gòu)工作原理。下圖為三通球閥的工作原理圖:氣動執(zhí)行機構(gòu)的幾種控制方式一、引言 氣動馬達作為一種執(zhí)行機構(gòu)，在工業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)控制中起著很重要的作

10、用。氣動馬達使用空氣取代電力和液壓來產(chǎn)生動力，可以實現(xiàn)無級變速，可瞬間啟動、停滯和換向，具有自動冷卻功能，無電火花，可在易燃易爆，如含有化學(xué)、易燃性或揮發(fā)性等物質(zhì)濕熱和多塵的環(huán)境下運行，如礦區(qū)、隧道、油漆廠、化學(xué)工廠、石化、生物科技、藥廠、晶圓、半導(dǎo)體、光纖、兵工廠、船舶、養(yǎng)殖等行業(yè)用于驅(qū)動，因用空氣作為動力，容易獲得，用后空氣可以直接排入大氣無污染，壓縮空氣還可以進行集中供給和遠距離控制。 二、氣動閥門執(zhí)行器工作原理 利用壓縮空氣推動執(zhí)行器內(nèi)多組組合氣動活塞運動，傳力給橫梁和內(nèi)曲線軌道的特性，帶動空芯主軸作旋轉(zhuǎn)運動，壓縮空氣氣盤輸至各缸，改變進出氣位置以改變主軸旋轉(zhuǎn)方向，根據(jù)負載（閥門）所需

11、旋轉(zhuǎn)扭矩的要求，可調(diào)整氣缸組合數(shù)目，帶動負載（閥門）工作。 三、氣動閥門執(zhí)行器的控制方式 由于現(xiàn)在的控制方式和手段越來越多，在實際工業(yè)生常和工業(yè)控制中，用來控制氣動執(zhí)行機構(gòu)的方法也很多，常用的有以下幾種。 （一）基于單片機開發(fā)的智能顯示儀控制 智能顯示儀是用來監(jiān)測閥門工作狀態(tài)，并控制閥門執(zhí)行期工作的儀器，它通過兩路位置傳感器監(jiān)視閥門的工作狀態(tài)，判斷閥門是處于開閥還是關(guān)閥狀態(tài)，通過編程記錄閥門開關(guān)的數(shù)字，并且有兩路與閥門開度對應(yīng)的420mA輸出及兩足常開常閉輸出觸點。通過這些輸出信號，控制閥門的開關(guān)動作。根據(jù)系統(tǒng)的要求，可將智能閥門顯示儀從硬件上分為3部分來設(shè)計：模擬部分、數(shù)字部分、按鍵/顯示部

12、分。 1模擬電路部分主要包括電源、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路三部分。 電源部分供給整個電路能量，包括模擬電路、數(shù)字電路和顯示的能源供應(yīng)。為了實現(xiàn)閥門開讀的遠程控制，需要將閥門的開度信息傳送給其他的控制儀表，同時控制儀表能從遠方制定閥門為某一開度，系統(tǒng)需要1路420mA的模擬量輸入信號和12路420mA的模擬量輸出信號。模擬量輸入信號通過A/D轉(zhuǎn)換變成與閥門開度相對應(yīng)的數(shù)字信號后送給數(shù)字部分的單片機，在單片機中對它進行濾波處理后就可以輸出了。閥門的開度信息通過D/A轉(zhuǎn)換后變成模擬信號輸出，用來接顯示儀顯示閥門開度或連接其他的控制設(shè)備。在本設(shè)計系統(tǒng)中，所有的數(shù)字量數(shù)據(jù)均采用串行的輸入輸出方式，

13、為了節(jié)省芯片資源和空間，輸入的420mA的模擬量在轉(zhuǎn)化為數(shù)字量時，采用已有的4路DA芯片與單片機的系統(tǒng)資源相結(jié)合作8位的AD使用。 2數(shù)字電路部分主要包括：單片機、掉電保護、兩路監(jiān)測脈沖輸入信號、兩路常開常閉轉(zhuǎn)換觸點輸出。 在設(shè)計方案中選用目前普遍使用的51系列單片機AT89C4051。AT89C4051是一款低電壓、高性能的CMOS8位微控制器，它具有4K字節(jié)的可擦除、可重復(fù)編程的只讀閃存。通過在單芯片內(nèi)復(fù)合一個多功能的8位CPU閃存，在性能、指令設(shè)定和引腳上與80C51和80C52完全兼容。 考慮到在系統(tǒng)掉電或重新啟動時，需要保持先前在儀表中設(shè)置的一些閥門參數(shù)，而單片機中的數(shù)據(jù)存儲器不具備

14、掉電存儲功能，所以在片外擴展了一個具有掉電保存功能的芯片X5045。X5045是一種集看門狗、電源監(jiān)控和串行EEPROM3種功能于一身的可編程電路，這種組合設(shè)計可以減少電路對電路板空間的需求，X5045中的看門狗為系統(tǒng)提供了保護，當系統(tǒng)發(fā)送故障而超過設(shè)定時間時，電路中的看門狗將通過RESET信號向CPU作反應(yīng)。X5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護系統(tǒng)免受低電壓的影響，當電源電壓降到允許范圍以下時，系統(tǒng)將復(fù)位，直到電源電壓返回到穩(wěn)定值為止。X5045的存儲器與CPU可通過串行通信方式接口。共4069位，可以按5128個字節(jié)來放置數(shù)據(jù)。圖1 X5045的管腳排

15、列如圖1所示，它共有8個引腳，各個引腳的功能如下：CS：電路選擇端，低電平有效； SO：串行數(shù)據(jù)輸出端； SI：串行數(shù)據(jù)輸入端； SCK：串行時鐘輸出端； WP：寫保護輸入端，低電平有效； RESET：復(fù)位輸出端； Vcc：電源端； Vss：接地端。 檢測脈沖輸入信號電路如圖2所示。圖2 圖2為一路檢測脈沖輸入信號電路（另一路完全相同）。INA為輸入信號，是由光電傳感器采集到的閥門脈沖信號（10mA）。該信號經(jīng)旁路電容濾波后送入光耦，轉(zhuǎn)換成了輸出的OUT電壓信號送入單片機。輸出的電壓可直接進入單片機的I/O口。在控制中，要求A、B兩路脈沖都接收到的時候，才認為是由信號輸入，AB為正轉(zhuǎn)，BA為反

16、轉(zhuǎn)。只有一路信號輸入時不計數(shù)。 兩路常開、常閉轉(zhuǎn)換觸點輸出。用來連接電磁閥，通過控制電磁閥的吸合來控制氣動執(zhí)行機構(gòu)作相應(yīng)的開閥或關(guān)閥動作。 3顯示部分主要包括：單片機、4位LED顯示、3只狀態(tài)指示燈（自動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)）、3只按鍵（MODE/SET鍵、上鍵、下鍵）。 顯示部分采用AT89C4051單片機，用來控制4位LED顯示，且同數(shù)字部分的單片機進行通訊，還要對控制儀的模式做相應(yīng)的選擇和控制。顯示儀上設(shè)計有3只狀態(tài)指示燈用來顯示執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、自動；3只按鍵：MODE/SET鍵、上鍵、下鍵，控制執(zhí)行機構(gòu)的工作模式和一些參數(shù)的初始化。這3部分通過接口連接，構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)，可以

17、對一些類似氣動馬達等的執(zhí)行機構(gòu)進行控制。在實際應(yīng)用中基本實現(xiàn)了預(yù)先要求的各種性能指標。 （二）利用PLC來控制的系統(tǒng) PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，由于本方案是在OMRON的PLC上面作的開發(fā)，所以以O(shè)MRON的PLC來作介紹。 硬件組成：1臺計算機，1套PLC（包括CPU，I/O模塊，ID212，OC224，AD003模塊），2個繼電器，2個電磁閥，1個氣動閥門執(zhí)行器。 其組成原理為：由PC機通過RS-232串口通訊連接OMRON的PLC，對PLC進行編程和監(jiān)控。PLC的I/O模塊分別接入輸入、輸出信號，其中輸入模塊連接到閥門上的兩個位置傳感器，通過PLC的輸入模塊ID211的指示燈亮

18、的先后順序來顯示閥門的開關(guān)狀態(tài)。輸入模塊接收兩路閥門檢測脈沖輸入，即脈沖A與脈沖B。在運行狀態(tài)下，脈沖A輸入時指示燈A亮，脈沖B輸入時指示燈B亮。輸入順序為AB，表示開閥。輸入順序為BA表示關(guān)閥。閥門檢測脈沖A和B信號必須部分疊加，否則不能正常檢測閥門開度。 通過PLC的輸出模塊OC225控制兩個繼電器，繼電器具有兩組常開常閉輸出觸點，1組為開閥輸出觸點，1組為關(guān)閥輸出觸點。開閥時，當閥門開度大于或等于所設(shè)閥門限位值時開閥輸出觸點動作，閥門開度小于所設(shè)閥門限位值時開閥輸出觸點動作，發(fā)明開度小于所設(shè)閥門限位值時開閥輸出觸點復(fù)位。關(guān)閥時，當閥門關(guān)到零位且21s內(nèi)無脈沖輸入時關(guān)閥輸出觸點動作；若21s內(nèi)有脈沖輸入，則延時21s關(guān)閥輸出觸點動作。通過繼電器的吸合來控制兩個電磁閥的開關(guān)，電磁閥打開后，便可以控制氣動閥門執(zhí)行器使得閥門做相應(yīng)的開閥或關(guān)閥動作。同時接近傳感器把閥門的開關(guān)情況再傳送到PLC中，并同要求的閥門開度作比較，直到符合要求為止。 自動歸零與自動調(diào)滿：控制系統(tǒng)具有自動歸零與自動調(diào)滿功能