KOGANEI電磁閥動作壽命試驗系統(tǒng)設計

KOGANEI電磁閥動作壽命試驗主要用于評估其工作可靠性及壽命，為進一步改進電磁閥設計、提高其性能提供依據(jù)，由于電磁閥動作壽命試驗周期長、強度高，其試驗系統(tǒng)須具有自動化程度高、可靠性好的特點。基于可編程控制器( PLC) 這一自動控制裝置，本設計實現(xiàn)了一套高效能的電磁閥動作壽命試驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實現(xiàn)對電磁閥驅(qū)動電壓\ 電流信號占空比等被控參數(shù)的快速精確控制，具有自動化程度高、可靠性好和操作方便的特點。

KOGANEI電磁閥動作壽命試驗的研究，根據(jù)試驗用電磁閥的工作條件及測試要求，建立系統(tǒng)流體回路如圖1 所示( 測試流體為空氣，被測電磁閥數(shù)目定為5 個) 。

KOGANEI電磁閥動作壽命試驗系統(tǒng)設計-試驗系統(tǒng)流路

KOGANEI電磁閥入口氣壓可以在0 ～0.8MPa 內(nèi)可調(diào)，為此采用空氣壓縮機配儲氣瓶方式為試驗系統(tǒng)供氣，空氣壓縮機將空氣壓縮到氣瓶中并維持氣瓶中壓力為1MPa，即，如氣瓶中壓力達到1MPa，壓縮機自動停止工作，反之，若氣瓶中壓力小于1MPa，則壓縮機自動投入工作。氣瓶出口端依次接有壓力表、過濾器、調(diào)壓閥( 自身帶壓力表) ，通過調(diào)節(jié)調(diào)壓閥調(diào)節(jié)氣瓶出口壓力，即保證被測電磁閥入口氣壓達到測試要求并一直保持，此后通過PLC 控制使被測閥在額定驅(qū)動電信號作用下逐一開關動作并連續(xù)循環(huán)，直至達到設定動作次數(shù)才停止動作( 隨后對被測電磁閥密閉性等工作性能進行檢測) ，實現(xiàn)動作壽命試驗。

系統(tǒng)中選用高輸出壓力、高效率的且具有根據(jù)壓力變化自動停止或運行功能的靜音無油空氣壓縮機，以滿足試驗的壓力要求; 管路的連接，包括與被測閥的連接，均采用快換接頭與工程塑料軟管插接配合方式，不但耐壓性能滿足要求，且便于安裝和拆卸; 為保證流體的清潔度，不致對被測閥產(chǎn)生影響，管路入口端加裝精密空氣干燥凈化過濾器; 空氣壓縮機電機的起停控制及被測電磁閥的驅(qū)動控制由PLC 控制實現(xiàn)( 注: 當PLC 起動空氣壓縮機電機時，實質(zhì)是使空氣壓縮機電機電路外部控制端接通，此后由空氣壓縮機內(nèi)部裝置根據(jù)出口壓力情況決定電機是否工作; 當PLC 停止空氣壓縮機電機工作時，實質(zhì)是使空氣壓縮機電機電路外部控制端斷開，使空氣壓縮機電機失去工作的可能) ，為方便監(jiān)控操作，將PLC 與一計算機(PC) 連接形成上下位機控制方式。

輸入信號包括空氣壓縮機電機起動停止控制信號、過載保護信號、被測電磁閥的起動停止控制信號等，考慮到可以通過編程實現(xiàn)單按鈕起停控制，及將相關保護信號串聯(lián)輸入，由此減少輸入點數(shù)提高經(jīng)濟性，綜上可以判定PLC 開關量輸入點數(shù)不能少于3 個。試驗系統(tǒng)內(nèi)需PLC 控制的對象有空氣壓縮機電機1 個、被測閥5 個，可確定PLC 開關量輸出點數(shù)不能少于6 個。

因試驗中被測KOGANEI電磁閥須被長期連續(xù)驅(qū)動，故要求控制用PLC 輸出部件工作壽命要長，不適合采用壽命較短的繼電器輸出型，而晶體管輸出型可靠性高，反應速度快，不受動作次數(shù)的限制，故選擇晶體管輸出型[6]。根據(jù)以上系統(tǒng)要求，綜合性價比等因素考慮，最終選用歐姆龍PLC 產(chǎn)品ZEN 系列中的10C1DT -D -V2 ( CPU 單元) 及8E1DT( 擴展I /O 單元) ，該機型組合具有10 個開關量輸入端子、8 個開關量輸出端子( 均為晶體管輸出型) ，程序存儲器容量大小適合，系統(tǒng)要求。

輸入輸出接線

根據(jù)試驗系統(tǒng)要求，設計KOGANEI電磁閥輸入及輸出驅(qū)動電路如圖2 所示。輸入包括空氣壓縮機電機起停控制按鈕SB1、被測電磁閥起停控制按鈕SB2 及一路保護信號輸入( 為空氣壓縮機電機熱繼電器的常閉觸點) ，輸出驅(qū)動了6 個固態(tài)繼電器( SSR) ，其中1 個SSR 控制空氣壓縮機電機，其他5 個SSR 控制被測電磁閥。

電磁閥常見零件包括線圈、鐵芯、彈簧、閥體和密封圈等，它們分別起到控制電磁閥開關狀態(tài)和介質(zhì)流通的作用。

一、線圈

線圈是KOGANEI電磁閥中最重要的控制元件之一，直接控制電磁鐵的開合狀態(tài)。線圈通電時，會產(chǎn)生磁場吸引鐵芯向上運動，從而控制閥門的開啟和關閉。

二、鐵芯

鐵芯是電磁閥中用來傳遞磁力的部分，通常由鐵制材料制成。鐵芯在線圈通電時會被吸引向上，推動閥門打開或關閉。

三、彈簧

彈簧位于閥體和鐵芯之間，起到控制鐵芯位置的作用。在線圈不通電時，彈簧會將鐵芯向下拉動，使閥門關閉。

四、閥體

閥體是整個KOGANEI電磁閥的主要部件，負責控制介質(zhì)的流通。閥體通常由金屬或塑料材料制成，具有耐酸堿腐蝕、耐壓等特點。

五、密封圈

KOGANEI電磁閥密封圈是閥體和閥芯之間的重要部分，起到防止介質(zhì)泄漏的作用。密封圈通常由橡膠或其他高彈性材料制成，能夠快速恢復原狀，保證閥門的密封性能。

以上就是電磁閥常見的零件名稱和作用，當然在實際使用中，KOGANEI電磁閥還有其他不同的零件組成，實現(xiàn)不同的功能，如電磁鐵、杠桿、導向件等。電磁閥具有結構精密，操作、耐用可靠的優(yōu)點，被廣泛應用于自動化控制中。