发布时间：2021-10-12所属分类：免费文献浏览：1次
摘 要： 现代制造技术与装备
《工业过程控制系统用电磁阀的分类与选型研究》论文发表期刊：《现代制造技术与装备》；发表周期：2021年05期
《工业过程控制系统用电磁阀的分类与选型研究》论文作者信息：刘强 1 刘宝林 1 赵改周 2 曹伟 3 侯涛 3
摘 要：电磁阀具有结构简单、体积小、可靠性高、操作方便、使用寿命长、污染少、抗干扰能力强以及易实现自控性和智能化等优点，在工业领域得到了广泛应用。电磁继电器的功能相当于一个开关，当它开启的时候会有一定的延时，而延时的时间决定着这个延时的长短和速度。当前工业系统中电磁阀的类型具有多样性，需要对其分类与选型进行研究。
关键词：电磁阀;工业控制系统;开关
Abstract: Solenoid valve has the advantages of simple structure, small volume, high reliability, convenient operation, long service life. less pollution, strong anti-interference ability, easy to achieve self-control and intelligence, ete., and has been widelused and promoted in the industrial field. The function of electromagnetic relay is equivalent to a switch. When it is opened, therewill be a certain delay time, and the delay time determines the length and speed of the delav. Now the tvpe of solenoid valve in the industrial system is more diversified. which needs to study its classification and selection.
Keywords: solenoid valve; industrial control system; switch
1 电磁阀的结构介绍
电磁阀是一种特殊的机电耦合器件，由一个或多个互并联的元件组成的装置，在一定的条件下可以实现能量的转换和控制。它的基本结构如图 1 所示。电磁阀的工作原理：当流体流过阀座时，改变了介质的流量和压力，使液体流过管道时产生了相应的力矩，从而使管壁发生位移，达到调节液位的目的，同时能通过对管壁的变形来调整流体的流动状态。
2 电磁阀的选型研究
工业过程控制中的核心问题是选择与确定电磁阀。在工业生产中，电磁阀的作用十分重要。它不仅可以实现对高压设备的控制和调节，还能完成对液位、压力的测量和控制1。因此，在工业过程控制中，必须要考虑到以下几个方面的要求。第一，具有足够的开度。当流体流经管道时会产生一定的阻力流速，从而使流速的大小受影响，即开度的高低。第二，能够满足特定的工艺条件。例如，对于一个大型反应器来说，需要具备较高的开度，否则不能正常工作，而较大的开度才能保证其安全可靠运行;第三，结构简单。如果使用了复杂的机械装置，那么就应该避免使用烦琐的回路进行连接，应选用较为合理的布局方式，使整个系统的体积尽可能小，同时节省空间。
3电磁阀的分类与选型设计
3.1电磁阀的分类技术
目前，电磁阀主要有以下几种分类方法。第一，按控制方式，它可分为单控型和双控型。单控类型的电磁阀结构简单，制造方便，但是不能实时调整生产过程，且只能在一定范围内无级调速[2。双控的电磁铁采用开环控制，可以对不同的工况做出相应的调整以满足工艺的要求。同时，双控系统的开关速度较快，可达到更高的水平，但其成本较高。第二，按驱动力的形式，它可分有开式、闭式和并流式等1。闭式和并流系统的电机启动与制动的响应时间不同，但其具有较高的可靠性和过载保护能力，能在较大的范围内无级调速。闭环控制系统的精度较低，一般用于小容量的自动化设备。双回路的伺服电刷与单片机的串并联同步，可有效解决上述问题。
3.2 电磁阀的分类与选型设计方案
根据控制方式的不同，它分为有源和无源两种。有源控制器是一种可以直接对输入信号进行处理的系统装置，主要由电流传感器、电机等部分组成，工作原理如图 2 所 示 [4]。无源控制器则利用了模拟电路或者数字电桥来完成对被控对象的精确检测与逻辑运算。本文基于单片机的控制系统设计，将其与单片机相结合，通过软件编程的方法实现对电磁阀的驱动和控制，实现了如下功能：(1)用计算机代替机械执行器，使之成为一个整体，以减少硬件的复杂性;(2)用单片机的 I/O 口输出相应的开关量，并在程序中设置好延时时间，以达到实时监测的目的;(3)用PWM 调压技术调节电压，使之具有一定的延时性，从而提高控制系统的稳定性和抗干扰能力，同时降低功耗，节约资源。
4电磁阀的分类与分析
基于上述电磁阀的控制策略和性能分析，本文选用的控制器为单片机的脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)系统，主要功能是实现对脉宽调制(PWM)的连续输出，以完成对开关的自动调节。单片机的优点在于体积小、功耗低、价格便宜，在工业生产中应用广泛。它具有很强的适应能力，能够根据不同的场合和要求，灵活调整相应的工作模式，从而满足工业自动化的需求。同时，由于它的成本较低，因此在工业领域的使用上很容易，但硬件电路结构复杂，需要的外围设备较多，导致开发时间较长，且不能与现有的大规模集成电路集成。
4.1电磁阀的分类与方式
按照电磁阀的工作原理，可以将其分为开环控制型和闭环驱动型。开环系统的特点：开关量变化时，触点动作不间断，即在断电情况下，触点仍保持一定的时间。开环系统结构简单，成本低廉，响应迅速，但对开关的寿命要求高，且对操作员的专业技能要求较高。闭环系统的开关量的改变不是一直不变的，且调节范围有限，不能满足生产过程的需求。此外，当电磁阀开启或关闭时，会使整个回路产生振荡，降低了控制系统的稳定性。为了解决这个问题，需要不断改进设计方法，以提高它的动态特性。
42电磁阀的分类与选型过程
根据电磁阀的工作原理，电磁阀可以分为电动式、气式、电液式和磁控器。其中，电磁控制通过调节电磁力来实现对衔铁的吸和释放。按照功能分类，它可分为开关型
PLC、变频调速、变频驱动以及自动保护等1。按结构形式，它可分为板式、板-板组合、双联轴器、立柱-环形支架、立柱-环形节距、直线丝杠传动、液压伺服系统以及多路复用等。目前，市场上几种主要的电磁阀类型，分别是单作用继电器、继电器、接触器、微动机构、差动变压器和继电器。这几类都有各自的优缺点，在实际应用中应结合具体需求进行选择。
5结语
工业过程控制系统用电磁阀在实践中应根据实际需求进行选型与设计，以充分利用其优势为工业系统控制提供帮助，从而更好地实现工业生产的自动化控制。
参考文献
[1]胡琴，电磁阀式连续可变阻尼半主动悬架研究[D]太原：太原科技大学，2016.
[2]中华人民共和国工业和信息化部，工业过程控制系统用电磁阀：JB/T 7352-2010[EB/OL].(2010-02-11)[2021-04-19].
[3]温明成，气动电磁阀可靠性试验方法的研究[D].大连：大连海事大学，2008.
[4]刘永腾，谭草，李波，等，基于STC单片机的电磁阀组控制器设i J].机与压，2021(2)：70-73.
[5]谢海龙，陈国顺，谢海勇，等，浅谈工业过程控制系统用电磁的分类与选型[J.表户，2020(5)：115-117.
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