德FESTO閥島 電磁閥
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FESTO閥島是新一代氣電一體化控制元器件，已從Z初帶多針接口的閥島發(fā)展為帶現(xiàn)場(chǎng)總線的閥島，繼而出現(xiàn)可編程閥島及模塊式閥島。閥島技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合，不僅確保了 電控閥的布線容易，而且也大大地簡化了復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)試、性能的檢測(cè)和診斷及維護(hù)工作。借助現(xiàn)場(chǎng)總線水平一體化的信息系統(tǒng)，使兩者的得到充分發(fā)揮，具有廣泛的應(yīng)用前景。閥島是由德Festo公司發(fā)明并Z應(yīng)用的。
20世紀(jì)后期，市場(chǎng)用戶希望從Festo得到：如何簡化整機(jī)上電磁閥的組裝?；诖耍現(xiàn)esto公司于1980年年底率推出了PAL型鋁制氣路板，該板具有統(tǒng)一的氣源口。當(dāng)需安裝大量電磁閥時(shí)，氣路板顯得格外有效。其通常與Festo傳統(tǒng)系列老虎閥組合使用。為追求更簡化的電磁閥安裝方式，F(xiàn)esto又開發(fā)了PRS型氣路板（P口供氣，R、S口排氣），板上安裝2000型老虎閥。隨著氣動(dòng)技術(shù)的普遍使用，一臺(tái)機(jī)器上往往需要大量的電磁閥，由于每個(gè)閥都需要單獨(dú)的連接電纜，因此如何減少連接電纜線就成為了一個(gè)不容忽視的問題。由于氣路板方式無法實(shí)現(xiàn)閥的電信號(hào)傳輸．因此Feslo在已解決氣路簡化的基礎(chǔ)上又嘗試著對(duì)電路的簡化，從而致力于電—?dú)饨M合體——閥島的研究，即電控部分通過一個(gè)接口方便地連接到氣路板并對(duì)其上的電磁閥進(jìn)行控制，不再需要對(duì)單個(gè)電磁閥獨(dú)立地引出信號(hào)控制線。在減小接線工作量的同時(shí)提操作的準(zhǔn)確性，并使其防護(hù)等達(dá)到IP65。
作為工業(yè)應(yīng)用的*代閥島“01型閥島"于1989年漢諾威博覽會(huì)上面世。按照閥島與控制器的連接方式，該系列可分為多針接口型閥島和現(xiàn)場(chǎng)總線接口型閥島。多針接口型閥島通過一根帶多針插頭的多股電纜與可編程控制器的軸人／輸出信號(hào)相連，經(jīng)另一條電纜連接到傳感器的輸出信號(hào)端。與常規(guī)連接方式相比，多針接口型閥島的接口簡化為一個(gè)多針插頭和一根多股電纜，不再需要接線盤，同時(shí)所有信號(hào)的處理和保護(hù)功能都已在閥島上實(shí)現(xiàn)。但由于可編程控制器與閥島之間的多股電纜連接仍存在不小的接線工作量，F(xiàn)esto相繼推出了借助總線協(xié)議簡化數(shù)據(jù)通信的現(xiàn)場(chǎng)總線接口型閥島?？偩€型閥島的突出特點(diǎn)是閥島與外界的數(shù)據(jù)交換只需通過一根兩股或四股屏蔽電纜實(shí)現(xiàn)．節(jié)省了接線時(shí)間，減小了設(shè)備體積，增強(qiáng)了抗干擾能力，使數(shù)據(jù)傳輸更為可靠。由于這是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化域的應(yīng)用，起初只有少數(shù)的用戶對(duì)其感興趣，甚大多數(shù)人都持有懷疑的態(tài)度，但隨后幾個(gè)月的時(shí)間里，大量跡象表明該技術(shù)必將獲得成功。由于閥的功能與規(guī)格的局限性，這款早期閥島產(chǎn)品Festo。已不再供貨，如今僅提供少量備件。
Festo根據(jù)多種現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議的規(guī)定，選擇不同的PLC作為02型閥島的控制器，如今可與40多種PIE系統(tǒng)進(jìn)行通訊?？傊?，伴隨帶總線接口的02型閥島的廣泛使用，現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)通信技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化域內(nèi)達(dá)到了的熱潮。02型閥島達(dá)數(shù)10萬套的驚人銷售量表明了閥島技術(shù)的逐步成熟，同時(shí)也是用戶對(duì)Festo產(chǎn)品的認(rèn)可。隨著市場(chǎng)對(duì)闊院閥島的柔性和模塊化特性提出了更要求，F(xiàn)esto在1992年漢諾威博覽會(huì)上又再一推出了03型閥島。03型閥島設(shè)計(jì)中引入了模塊化的思想．即將整個(gè)閥島分為幾個(gè)基本的功能模塊，如控制模塊、電磁閥模塊和輸入軸出模塊．每一基本模塊與前后模塊間按一定規(guī)律進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合。除了其防護(hù)等達(dá)到了IP65，并具有如下一些新增功能特性：● 量多能裝配26個(gè)單電控閥或13個(gè)雙電控閥，有Hi-nj型和Maxi型兩種尺寸，多種不同的工作壓力；● 12個(gè)電氣輸入／輸出模塊．主要用于連接一些輸入／輸出信號(hào)．如數(shù)字信號(hào)、大電流信號(hào)和模擬信號(hào)；● 輸入輸出信號(hào)點(diǎn)數(shù)取決于現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，Z多為74個(gè)輸出信號(hào)和96個(gè)輸入信號(hào)；● 內(nèi)置可編程控制器，如：Festo的SF3、Siemens的Step和AB的SLC500系列。該系列閥島尤其是在系統(tǒng)組態(tài)柔性上有突出的．在總線協(xié)議能力范圍內(nèi)它的輸入／輸出模塊和電磁閥模塊的信號(hào)點(diǎn)數(shù)可以隨意地增減，從而深受用戶的青睬，同時(shí)．Festo憑借舊型閥島的良特性涉足了許多新的應(yīng)用域。由于其總線連接方式大大減少了安裝工作、并可現(xiàn)場(chǎng)采集輸入信號(hào)及控制其他輸出信號(hào)，可直接安裝在機(jī)器上而不需控制柜．所以在汽車和其它一些重工業(yè)域已被廣泛的應(yīng)用。
使用多針接口型閥島使設(shè)備的接口大為簡化，但用戶還必須根 據(jù)設(shè)計(jì)要求自行將可編程控制器的輸入／輸出口與來自閥島的電纜進(jìn)行連接，而且該電纜隨著控制回路的復(fù)雜化而加粗，隨著閥島與可編程控制器間的距離增大而加長。為克服這一缺點(diǎn)，出現(xiàn)了新一代閥島——帶現(xiàn)場(chǎng)總線的閥島。現(xiàn)場(chǎng)總線（Field bus）的實(shí)質(zhì)是通過電信號(hào)傳輸方式，并以一定的數(shù)據(jù)格式實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)中信號(hào)的雙向傳輸。兩個(gè)采用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行信息交換的對(duì)象之間只需一根兩股或四股的電纜連接。特點(diǎn)是以一對(duì)電纜之間的電位差方式傳輸?shù)摹?在由帶現(xiàn)場(chǎng)總線的閥島組成的系統(tǒng)中，每個(gè)閥島都帶有一個(gè)總線輸入口和總線輸出口。這樣當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)帶現(xiàn)場(chǎng)總線閥島或其它帶現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備時(shí)可以由近遠(yuǎn)串聯(lián)連接?，F(xiàn)提供的現(xiàn)場(chǎng)總線閥島裝備了目前市場(chǎng)上所有開放式數(shù)據(jù)格式約定及主要可編程控制器價(jià)格自定的數(shù)據(jù)格式約定。這樣，帶現(xiàn)場(chǎng)總線閥島就能與各種型號(hào)的可編程控制器直接相連接，或者通過總線轉(zhuǎn)換器進(jìn)行閥接連接。帶現(xiàn)場(chǎng)總線閥島的出現(xiàn)標(biāo)志著氣電一體化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的階段，為氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、模塊化提供了有效的技術(shù)手段，因此近年來發(fā)展迅速。
在閥島設(shè)計(jì)中引人了模塊化的設(shè)計(jì)思想，這類閥島的基本結(jié)構(gòu)是：l）控制模塊位于閥島。控制模塊有三種基本方式：多針接口型、現(xiàn)場(chǎng)總線型和可編程型。2）各種尺寸、功能的電磁閥位于閥島右側(cè)，每2個(gè)或1個(gè)閥裝在帶有統(tǒng)一氣路、電路接口的閥座上。閥座的序可以自由確定，其個(gè)數(shù)也可以增減。3）各種電信號(hào)的輸入／輸出模塊位于閥島左側(cè)，提供完整的電信號(hào)輸入／輸出模塊產(chǎn)品。有帶獨(dú)立插座、帶多針插頭、帶ASI接口及帶現(xiàn)場(chǎng)總線接口的閥島，帶獨(dú)立插座的閥島通用性強(qiáng)，對(duì)控制器無特殊要求，配有電纜（有極性容錯(cuò)功能），插座上帶有 LED和保護(hù)電路，分別用以顯示閥的工作狀態(tài)和防止過壓。帶多針插頭的閥島通過多感電纜將控制信號(hào)從控制器傳輸?shù)介y島，頂蓋上不僅有電氣多針插頭，而且還帶有LED顯示器和保護(hù)電路。帶ASI接口的閥島，其顯著的一個(gè)特點(diǎn)是數(shù)據(jù)信號(hào)和電源電壓由同一根2芯電纜同時(shí)傳輸。電纜的形狀使用戶使用時(shí)排除了極性錯(cuò)誤。對(duì)于ASI接口系統(tǒng)，每個(gè)模塊通常提供4個(gè)地址。因此一個(gè)ASI閥島可安裝4個(gè)二位五通單控閥或2個(gè)二位五通雙控閥。帶現(xiàn)場(chǎng)總線接口的閥島可與現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)或控制器相連。這些設(shè)備將分散的輸入／輸出單元串接起來，Z多可連接4個(gè)分支。每個(gè)分支可包括16個(gè)輸入和16個(gè)輸出，連接電纜同時(shí)輸電源和控制信號(hào)。也就是說，它適合控制分散元件，使閥盡可能安裝在氣缸附近，其目的是縮短氣管長度，減小進(jìn)排氣時(shí)間，并減少流量損失。
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