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阀岛的分类 |
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按气动阀的标准化及阀岛模块化的结构分类 |
(1)按气动阀的标准化分,可分为符合ISO5599-2、ISO15407标准化阀的阀岛(指采用ISO5599-2、ISO15407安装连接界面尺寸的阀) (2)按阀岛模块化结构分,可分为紧凑型阀岛(指一个阀岛集成阀的数量虽不多,但通过分散安装,仍能完成64点的控制);坚固的模块化结构(控制节点在阀岛的中央或在阀岛的左侧)通常是指该阀岛底座、电输入/输出模块、节点控制模块均采用金属(铝合金)材料,结构坚固,可对气动阀门和电输入/输出模块作扩展;常规气动阀门结构阀岛指的是,各气动元件制造厂都会有自己独立开发的集成化模块结构阀岛产品,许多厂商采用最好的电磁阀作为阀岛气动阀 (3)专用型阀岛指的是特殊领域,如电子行业、用于食品的易清洗结构或防爆场合用的阀岛等。除此之外,还应该考虑阀岛的结构(底座模块化、底座半管式)、该阀岛可组成的最多阀位数量(阀岛的扩展能力)、阀的流量、工作压力(先导、正压、负压)、压力分区的数量、阀岛的IP防护等级等因素 |
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按阀岛电接口连接技术分类 |
为了连接主站控制器(或PLC),阀岛支持三种不同的电接口连接方式:单个线圈接口(各自配线)、多针接口(省配线)、现场总线接口(可编程阀岛) |
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带单个线圈接口的阀岛(各自配线) |
带现场总线接口的阀岛 |
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通过把一些阀和共用进、排气的气路板组装、测试后形成带单个线圈接口的阀岛。每个阀的电磁线圈都是独立的,连接电缆是预先装配好的,或配有独立的插头,并与控制器连接 电磁线圈的切换状态由插头或阀上的LED显示 |
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通过一根串行连接电缆来控制阀岛。这根电缆可连接多个阀岛。阀岛采用标准化的现场总线协议(如Profibus-DP、Interbus、DeviceNet或AS-i)进行通信。除了驱动电磁线圈外,还可通过输入模块来读取气动驱动器上终端位置的感测信息。现有多种用于分散式输入或附加输出的连接方式(如M12、M8或夹紧端子) |
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带多针接口的阀岛(省配线阀岛) |
可编程阀岛 |
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为节省安装空间,用于驱动电磁线圈的信号线组合在多针插头接口内。它们通过预制多针电缆连接到主站控制器上。多针电缆以平行接线的方式连接到控制器上。电磁线圈的切换状态由阀岛上的LED(已分配给相应的阀)来显示 |
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无需附加PLC,阀岛自身集成的控制器就可实现包括气动元件、传感器和其他外围设备在内的整个程序的运行。作为人机界面(MM1)进行工作的控制单元可通过集成的串行接口连接在一起。阀岛既可作为现场总线从站,与主站控制器进行通信,也可作为现场总线主站来控制附加的阀岛或通用的现场总线模块 |
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按总线控制安装系统方式分类 |
直接连接方式(含AS-i):CP直接安装 |
如图e,阀岛的接口可直接接入现场总线,阀岛的配置已确定(如八个阀位)。有一个分支的扩展模块,可以被允许接附加阀岛和电输入/输出模块。扩展的模块可直接安装在现场,所有的电信号通过一根电缆进行传输完成。表明扩展模块上不需要其他的安装。此类安装系统非常适合于控制少量气动驱动器及读入已赋值的终端位置感测,由于结构紧凑,因此非常适合于安装在执行单元上(如安装在机器人的手臂上) |
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分散安装系统(CP现场总线节点/EX500系列系统)(含AS-i) |
如图f所示,现场总线节点有两种型式:一种是以一个单独现场总线节点(网关)接入现场总线网络(如FESTO公司称其为CP现场总线节点,SMC公司称其为EX500系列系统);另一种是与模块化阀岛组合在一起,以其中的控制模块(网关)型式存在于阀岛内(如FESTO公司称其为CP现场总线控制模块) 不管是CP现场总线节点(EX500系列系统),还是CP现场总线控制模块,安装分布的模式是一样的:从一个现场总线节点(网关)为始点,通过电缆连接到阀岛(或输出模块),然后再通过电缆连接到输入模块(传感器或其他需处理的电信号),每条分支最多可有16点输出、16点输入,每条分支扩展的总长不超过10m。对于一个CP现场总线节点(网关)或现场总线控制模块(网关),它的分散安装系统最多都可扩展4条分支 CP现场总线节点(EX500系列系统)与现场总线控制模块的区别:CP现场总线节点(EX500系列系统)能更好兼顾各分支、各分散现场设备(驱动器/传感器)在10m半径之内,或能更自由地安装在各离散驱动器/传感器相对适宜的空间内。而CP现场总线控制模块因已被组合在阀岛内,阀岛的气动阀为了靠近它的驱动器距离,会影响CP现场总线控制模块与各分支、各分散现场设备(驱动器/传感器)之间的最佳距离 |
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此类安装系统适合于分散的现场区域,而每一个现场区域又相对集中了许多需控制的驱动器或传感信号。另外,高速设备要求动作元件具有较短的循环周期以及较短的气管长度,这使得气动阀必须安装在离气缸很近的地方。分散安装系统就是为了满足这些要求而开发(不必逐个对阀接线) |
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模块化安装系统(含AS-i) |
如图g所示,模块化安装系统是具有直接连接方式和分散安装系统两种功能,其实质也是一种直接连接方式,即阀岛的接口可直接接入现场总线。CP现场总线控制模块作为一个分散安装系统的一部分控制功能,内置于阀岛的控制节点模块内,对于内置PLC主控器控制节点模块,有些功能强大的小型PLC最多能提供128输出和128输入,而当它作为一个现场总线的从站或主站,最多带31现场总线的从站和1048个输出和输入。由于各种PLC的功能不一,各个气动厂商提供的产品各不相同。有的阀岛控制节点模块最多带26个线圈位,96个现场输入,96个现场输出(48数字量输出、48个模拟量输出或48数字量输出、18个模拟量输出),带CP现场总线控制模块可用于分散的现场区域64个输入和64个输出控制(2~10m),AS-i主控模块可扩展连接控制分散的现场124个控制点。模块化安装系统是一个集中与分散控制的典型,作为对单机工作模式而言,它不仅能用来控制一定规模的中小型单个设备,还可用来实现具有离散功能的独立子系统;作为对主站工作模式而言,它不仅可用于连接既有集中、又有离散在现场的输入和输出,还可连接更多的现场总线站点(或从站),以及担负需要处理大量电传感器和驱动器的自动化任务 |
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