自動化生產(chǎn)線控制與維護(hù)（基于數(shù)字孿生）課件 2.2.2氣動控制元件

任務(wù)2.2.2氣動控制元件任務(wù)描述氣動執(zhí)行元件需要執(zhí)行相應(yīng)的動作，需要氣動控制元件的控制下才能進(jìn)行相應(yīng)的動作。繪制所選設(shè)備的氣動控制系統(tǒng)；找出自動化生產(chǎn)線中設(shè)備單元的PLC輸出控制功能及相應(yīng)地址。這節(jié)課我們將學(xué)習(xí)：氣動控制系統(tǒng)中，氣動控制元件是通過它們能改變工作介質(zhì)的壓力、流量或流動方向來實現(xiàn)執(zhí)行元件所規(guī)定的運動，如各種壓力、流量、方向控制閥和各種氣動邏輯元件。氣動控制元件分類如圖2-32所示。圖2-32氣動控制元件分類控制元件壓力控制閥流量控制閥方向控制閥2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用氣動壓力控制閥用來控制氣動控制系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力，以滿足各種壓力需求或節(jié)能，將壓力減到每臺裝置所需的壓力，并使壓力穩(wěn)定保持在所需的壓力值上。壓力控制閥包括減壓閥、安全閥和順序閥。圖2-33為幾種常用壓力控制閥。圖2-33為幾種常用壓力控制閥（d）氣動三聯(lián)件（a）安全閥（b）順序閥（c）減壓閥注意壓力控制閥上面一般都有一個旋鈕可以通過旋轉(zhuǎn)旋鈕調(diào)節(jié)供給氣源的壓力，實驗室設(shè)備的氣壓一般設(shè)定在0.3MPa到0.6MPa，控制在1MPa以下。表2-9壓力控制閥的作用及應(yīng)用特點類型應(yīng)用特點減壓閥對來自供氣氣源的壓力，進(jìn)行二次壓力調(diào)節(jié)，使氣壓減小到各氣動裝置需要的壓力，并保證壓力值保持穩(wěn)定。安全閥也稱為溢流閥，在系統(tǒng)中起到安全保護(hù)作用。當(dāng)系統(tǒng)的壓力超過規(guī)定值時，安全閥打開，將系統(tǒng)中一部分氣體排入大氣，使得系統(tǒng)壓力不超過允許值，從而保證系統(tǒng)不因壓力過高而發(fā)生事故。順序閥依靠氣路中壓力的作用來控制執(zhí)行元件按順序動作的一種壓力控制閥，順序閥一般與單向閥配合在一起，構(gòu)成單向順序閥。2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用氣動壓力控制閥壓力控制閥在氣動控制系統(tǒng)中有不同的作用和應(yīng)用場合，表2-9幾種壓力控制閥的作用及應(yīng)用特點。2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用1.氣動壓力控制閥壓力控制閥在氣動控制系統(tǒng)中有不同的作用和應(yīng)用場合，如圖所示為幾種常用的壓力控制閥。（a）調(diào)速閥（b）單向節(jié)流閥（c）帶消聲器的排氣節(jié)流閥注意一般氣缸兩端都有安裝流量控制閥，流量控制閥一般都有一個旋鈕可以通過旋轉(zhuǎn)旋鈕調(diào)節(jié)供給氣源的壓力而實現(xiàn)速度控制，如需要進(jìn)行氣缸速度控制可以進(jìn)行微調(diào)。2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥方向控制閥是氣動系統(tǒng)中通過改變壓縮空氣的流動方向和氣流通斷，來控制執(zhí)行元件啟動、停止及運動方向的氣動元件。方向控制閥常用的是電磁控制換向閥，簡稱電磁閥。電磁閥是氣動控制中最主要的元件，它的工作原理是利用電磁線圈通電時，靜鐵心對動鐵心產(chǎn)生電磁吸引力使得閥切換從而改變氣流方向，根據(jù)閥心復(fù)位控制方式，又可以分為單電控和雙電控兩種。圖2-35為兩種電磁閥的外形圖。（a）單電控（b）雙電控2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁換向閥易于實現(xiàn)電—氣聯(lián)合控制，能夠?qū)㈦娦盘柕妮敵鲇脕砜刂茪庠吹耐〝鄬崿F(xiàn)對氣缸的控制，實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離操作，在氣動控制廣泛使用。注意電磁閥兩側(cè)的電磁鐵不能同時得電，否則將會使電磁閥線圈燒壞。為此，在電氣控制回路上，通常設(shè)有防止同時得電的聯(lián)鎖電路。圖2-36部分電磁換向閥的圖形符號

APR

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ABR

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P

ABR

R

P

二位三通閥二位四通閥二位五通閥三位五通閥2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥常用的電磁閥根據(jù)切換通道數(shù)目的不同可以分為二位三通、二位四通、二位五通等，部分圖形符號如圖2-36所示。這里先說說二位的含義：對于電磁閥來說就是帶電和失電，對于所控制的閥門來說就是開和關(guān)。三位的含義在于在一個中間位，這個中間位當(dāng)電磁閥兩邊不得電時，能夠保持原來的狀態(tài)。所以在一些需要保持中間位置的長距離控制中需要用到三位電磁閥，最常用于無桿氣缸。電磁閥按閥切換通道數(shù)目的不同又可以分為切換通道數(shù)目二通閥三通閥四通閥五通閥同時，按閥心的切換工作位置數(shù)目的不同又可以分為按閥心二位閥三位閥2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥有2個通口的二位閥有3個通口的二位閥用于推動雙作用氣缸的回路中010203二位二通閥二位五通閥二位三通閥2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥

二位五通單電控電磁閥二位五通雙電控電磁閥三位五通雙電控電磁閥圖3-38不同形狀的電磁閥的辨別圖2-37常用的電磁閥島的實物圖氣管接頭

匯流板消聲器手控旋鈕電氣接口電磁線圈2.2.2氣動控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥在工程實際應(yīng)用中，為了簡化控制閥的控制線路和氣路的連接，優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常將多個電磁閥及相應(yīng)的氣控和電控信號接口、消聲器和匯流板等集中在一起組成控制閥的集合體使用，此集合體稱為電磁閥島。為了方便控制系統(tǒng)的功能調(diào)試，各電磁閥均帶有手動換向和加鎖功能的手控旋鈕。注意由于手控旋鈕手動換向的次數(shù)越多，旋鈕的橡膠容易損壞，所以盡量不要手動進(jìn)行電磁閥調(diào)節(jié)，用PLC控制器給出電信號進(jìn)行電磁閥功能測試和調(diào)試。2.2.3氣動控制回路分析與繪制每個電磁閥的側(cè)邊都繪制有圖形符號。單電控電磁閥一般用來控制單作用氣缸，對應(yīng)其PLC地址電信號置“1”時動作，置“0”能夠自行回到復(fù)位狀態(tài)。雙電控電磁閥一般用于雙作用氣缸，當(dāng)需要保持一個狀態(tài)或者長行程的氣缸控制（如無桿氣缸）控制需求時需要用到三位五通雙電控電磁閥。圖3-38不同形狀的電磁閥的辨別二位五通單電控電磁閥二位五通雙電控電磁閥三位五通雙電控電磁閥圖3-38不同形狀的電磁閥的辨別二位五通單電控電磁閥二位五通雙電控電磁閥三位五通雙電控電磁閥2.2.3氣動控制回路分析與繪制2.2.4找出電磁閥與PLC的接口地址因為手動操作電磁閥的手動旋鈕容易損壞電磁閥，實驗室設(shè)備的每個工作單元配備單獨的PLC控制器，可以通過PLC控制電信號的方式找出電磁閥所控制的執(zhí)行元件，也就是各種氣缸。根據(jù)任務(wù)2.3中找出按鈕的地址，測試的程序PLC程序如圖3-39所示。圖3-39PLC輸出口地址控制功能調(diào)試2.2.3氣動控制回路分析與繪制通過對輸出口地址逐一測試，可以找出單元設(shè)備所有輸出口“O”的地址所控制的功能。圖3-40所示為輸出口“O”的地址所控制的功能所包含的功能分類。圖3-40輸出口“0”的地址所控制的功能分類PLC“O”口地址電機指示燈電磁閥信號表2-11搬運單元的輸出口“0”地址分配序號地址設(shè)備符號設(shè)備名稱設(shè)備功能1Q0.02Q0.13Q0.24Q0.35Q0.46Q0.57Q0.62.2.3氣動控制回路分析與繪制經(jīng)過測試，實驗室設(shè)備中搬運單元的輸出口的地址及對應(yīng)的控制功能如表2-11所示。圖3-41搬運單元氣動控制原理圖氣動控制回路分析與繪制找出設(shè)備單元電磁閥的控制功能后，就可以對設(shè)備單元的氣動控制原理圖進(jìn)行繪制了。如圖3-41為搬運單元氣動控制原理圖。學(xué)以致用操作題找出所選設(shè)備的操作面板的輸入口地址。找出所選設(shè)備的輸出口“O”口地址，根據(jù)實際情況完成表2-11。繪制所選設(shè)備的氣動原理圖。實驗過程中問題思考與處理故障1：電磁閥通電指示燈亮，氣缸卻不動作？解決方法：有無上氣，是否漏氣?電磁閥損壞？故障2：程序成功下載到PLC，設(shè)備沒有動作?解決方法：PLC輸出口“O”地址沒有接電氣設(shè)備?電磁閥接