您當前的位置：
新聞中心 >> 行業動態
進口電磁閥控制系統的耐久設計-德國萊克LIK品牌
發布時間:2023/4/14
一、前言
電磁閥是我們所熟知的一種自動化儀表執行器，作為與企業安全生產直接相關的重要工業產品，在眾多領域有著不可或缺舉足輕重的地位。由于電磁閥結構簡單，使用安全，工作可靠，功率微小，成批產品的性能一致性好，在國外已被廣泛地應用于汽車、工程機械、農業機械等許多方面。
二、電磁閥控制的相關知識
（一）電磁閥（Electromagnetic valve）是用電磁控制的工業設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執行器，并不限于液壓、氣動。用在工業控制系統中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數。電磁閥可以配合不同的電路來實現預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。
（二）工作原理
電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來開啟或關閉不同的排油孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。
（三）PLC即可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。
三、總體設計方案及思路
（一）系統設計要求
傳統式以繼電器為主的電機控制系統中， 每當變更設計時，整個系統幾乎都要重新制作， 不但費時又費力；同時由於繼電器還有接點接觸不良、磨損、體積大之缺點， 因此造成成本升高、可靠性低、不易檢修等問題.。已經不能滿足現如今需要經常改變生產工藝以及步驟的需要。因此在設計中選用 PLC 來完成控制系統的搭建，測試實驗要求同時進行幾個電磁閥做耐久性試驗測試，實驗過程具備可靠的安全保護功能，保持電磁閥的水壓力在 O.8Mpa，其中電磁閥的開閉時間、電磁閥動作次數以及電磁閥所處的壓力環境都可以由實際情況而設定的。
（二）控制系統總體方案
在工業控制領域，對電磁閥耐久性測試的研究成為了重要的環節。電磁閥耐久性測試與系統的精密程度、設備安全、仿真模擬應用等技術問題有著密切的關系。結合理論研究與實踐經驗的特點，選擇一種有效的設計方法也是很必要的，為此繼電接觸器控制我們采用了SIEMENS 編譯環境編寫PLC 應用程序，選用 MCGS 組態軟件開發系統檢測畫面，在上位機程序中顯示。當測試次數達到設定次數系統會自動停止測試，如此來進行電磁閥的耐久性測試。
1.硬件設計。系統硬件設計控制系統硬件部分主要指 PLC 控制部分所用到的元器件及其接線，它在整個系統中起到了連接測試系統和控制系統的作用，在功能滿足要求的前提下，選擇最方便以及性能價格比最優的機型。在工藝環境條件較好的場合，建議選用整體式結構的 PLC，其它情況則最好選用模塊式結構的 PLC。對于開關量控制以及以開關量控制為主的工程項目中，一般選用帶 A/D 轉換、D/A 轉換的低檔機就能滿足要求。而在控制比較復雜，控制功能要求比較高的工程項目中，可視控制規模及復雜程度來選用中檔或高檔機。在工藝環境條件較好的場合，建議選用選用模塊式結構的 PLC。對于開關量控制和控制功能要求比較高的工程項目中，選用中檔或高檔機。
2.軟件設計。具體程序：首先編寫PID參數模糊整定查詢表等，輸入一些初始化的參數，把數據輸入完成后，進入后面的相關處理程序；按鍵處理程序主要完成控制器參數設定，判斷按鍵的狀態，如果符合要求就轉入到相應的功能處，同一時刻數據顯示完成之后，對電磁閥現存的控制精度差、抗干擾能力差等問題進行處理，然后經過參數模糊自整定程序達到調節作用。
3.驅動電路設計。驅動電路的好壞對高速電磁閥測控系統的精度高低和功率損耗有著決定性的作用。為降低功率損耗，電磁鐵必須在很短的時間克服復位彈簧的拉力，在電磁閥結構參數一定時，為了提高驅動能量輸入，將線圈電流下降到一個較小的數值，減小功耗實現快速斷油，保證整個液壓系統長期可靠運行。驅動電路采用自舉電路方式來滿足高壓側柵極驅動要求。對于鍵盤與顯示電路的設計，該模塊的實現使得測控系統有著較好的人機交互功能，即能通過鍵盤設定PWM寄存器中的值來改變輸出流量，鍵盤與電路硬件結構相符。
四、結語
電磁閥的耐久性是電磁閥的重要參數之一，基于PLC來設計電磁閥的耐久性試驗系統，改進了以往采用繼電器控制性能不可靠，使用不方便，功能單一，噪聲大，耗能高的缺點。應用MCGS進行上位機的組態，使試驗系統的操作更加簡單、方便。
電磁閥是我們所熟知的一種自動化儀表執行器，作為與企業安全生產直接相關的重要工業產品，在眾多領域有著不可或缺舉足輕重的地位。由于電磁閥結構簡單，使用安全，工作可靠，功率微小，成批產品的性能一致性好，在國外已被廣泛地應用于汽車、工程機械、農業機械等許多方面。
二、電磁閥控制的相關知識
（一）電磁閥（Electromagnetic valve）是用電磁控制的工業設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執行器，并不限于液壓、氣動。用在工業控制系統中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數。電磁閥可以配合不同的電路來實現預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。
（二）工作原理
電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來開啟或關閉不同的排油孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。
（三）PLC即可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。
三、總體設計方案及思路
（一）系統設計要求
傳統式以繼電器為主的電機控制系統中， 每當變更設計時，整個系統幾乎都要重新制作， 不但費時又費力；同時由於繼電器還有接點接觸不良、磨損、體積大之缺點， 因此造成成本升高、可靠性低、不易檢修等問題.。已經不能滿足現如今需要經常改變生產工藝以及步驟的需要。因此在設計中選用 PLC 來完成控制系統的搭建，測試實驗要求同時進行幾個電磁閥做耐久性試驗測試，實驗過程具備可靠的安全保護功能，保持電磁閥的水壓力在 O.8Mpa，其中電磁閥的開閉時間、電磁閥動作次數以及電磁閥所處的壓力環境都可以由實際情況而設定的。
（二）控制系統總體方案
在工業控制領域，對電磁閥耐久性測試的研究成為了重要的環節。電磁閥耐久性測試與系統的精密程度、設備安全、仿真模擬應用等技術問題有著密切的關系。結合理論研究與實踐經驗的特點，選擇一種有效的設計方法也是很必要的，為此繼電接觸器控制我們采用了SIEMENS 編譯環境編寫PLC 應用程序，選用 MCGS 組態軟件開發系統檢測畫面，在上位機程序中顯示。當測試次數達到設定次數系統會自動停止測試，如此來進行電磁閥的耐久性測試。
1.硬件設計。系統硬件設計控制系統硬件部分主要指 PLC 控制部分所用到的元器件及其接線，它在整個系統中起到了連接測試系統和控制系統的作用，在功能滿足要求的前提下，選擇最方便以及性能價格比最優的機型。在工藝環境條件較好的場合，建議選用整體式結構的 PLC，其它情況則最好選用模塊式結構的 PLC。對于開關量控制以及以開關量控制為主的工程項目中，一般選用帶 A/D 轉換、D/A 轉換的低檔機就能滿足要求。而在控制比較復雜，控制功能要求比較高的工程項目中，可視控制規模及復雜程度來選用中檔或高檔機。在工藝環境條件較好的場合，建議選用選用模塊式結構的 PLC。對于開關量控制和控制功能要求比較高的工程項目中，選用中檔或高檔機。
2.軟件設計。具體程序：首先編寫PID參數模糊整定查詢表等，輸入一些初始化的參數，把數據輸入完成后，進入后面的相關處理程序；按鍵處理程序主要完成控制器參數設定，判斷按鍵的狀態，如果符合要求就轉入到相應的功能處，同一時刻數據顯示完成之后，對電磁閥現存的控制精度差、抗干擾能力差等問題進行處理，然后經過參數模糊自整定程序達到調節作用。
3.驅動電路設計。驅動電路的好壞對高速電磁閥測控系統的精度高低和功率損耗有著決定性的作用。為降低功率損耗，電磁鐵必須在很短的時間克服復位彈簧的拉力，在電磁閥結構參數一定時，為了提高驅動能量輸入，將線圈電流下降到一個較小的數值，減小功耗實現快速斷油，保證整個液壓系統長期可靠運行。驅動電路采用自舉電路方式來滿足高壓側柵極驅動要求。對于鍵盤與顯示電路的設計，該模塊的實現使得測控系統有著較好的人機交互功能，即能通過鍵盤設定PWM寄存器中的值來改變輸出流量，鍵盤與電路硬件結構相符。
四、結語
電磁閥的耐久性是電磁閥的重要參數之一，基于PLC來設計電磁閥的耐久性試驗系統，改進了以往采用繼電器控制性能不可靠，使用不方便，功能單一，噪聲大，耗能高的缺點。應用MCGS進行上位機的組態，使試驗系統的操作更加簡單、方便。
020-32399500
