氣動自動控制

氣動自動控制自動化技術(shù)01的經(jīng)濟(jì)效果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢空氣壓縮站目錄030204基本信息氣動自動控制技術(shù)是利用壓縮空氣作為傳遞動力或信號的工作介質(zhì)，配合氣動控制系統(tǒng)的主要?dú)鈩釉c機(jī)械、液壓、電氣、電子(包含PLC控制器和微電腦)等部分或全部綜合構(gòu)成的控制回路，使氣動元件按生產(chǎn)工藝要求的工作狀況，自動按設(shè)定的順序或條件動作的一種自動化技術(shù)。用氣動自動控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，是工業(yè)自動化的一種重要技術(shù)手段，是一種低成本自動化技術(shù)。的經(jīng)濟(jì)效果的經(jīng)濟(jì)效果所謂低成本自動化技術(shù)是指將人工操作改為自動化操作后，對于單位產(chǎn)品的投資較低，即降低了生產(chǎn)成本。一種情況是，在已有的人工操作基礎(chǔ)上，投人少量資金，用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的氣動元件或裝置，將其改裝成自動或半自動機(jī)械。另種情況是，采用各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的氣動元件或裝置構(gòu)成自動化系統(tǒng)后，雖然前期的設(shè)備投資較大，但因生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)量增加，因而每個產(chǎn)品的成本亦大為降低。無淪何種情況，氣動自動化的決速、安全、可靠、低成本等特點(diǎn)已為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)所認(rèn)識，并被廣泛應(yīng)用。因此，采用氣動自動化可以獲得如下的經(jīng)濟(jì)效果：（1）提高生產(chǎn)速度，增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品附加值。（2）減少產(chǎn)品的廢品率，降低產(chǎn)品成本，改進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì)。（3）提高管理的正確性。（4）提高生產(chǎn)設(shè)備的利用率，提高材料的使用率，減少損耗。（5）減輕對熟練技工的需求，減少員工的培訓(xùn)時間廠錢省費(fèi)用。（6）增加殘疾人員的就業(yè)率，提高社會保障。發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢（1）功能不斷增強(qiáng)，體積不斷縮小小型化氣動部件如氣缸、閥和模塊正應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域。微型氣動不僅用于精密機(jī)械加工(如鐘表制造業(yè))、電子工業(yè)(如印刷電路板的生產(chǎn))和模塊裝配等場合，而且用于制藥工業(yè)和醫(yī)療技術(shù).食品加工和包裝技術(shù)等方面。在這些領(lǐng)域中，活塞直徑小到2.5mm(或?qū)挾葹?.6mm矩形活塞)的氣缸、寬度為10mm的氣閥(即將推出寬度為5rnn〕的閥)以及相關(guān)的輔助元件，諸如氣路板、氣路分配器、M3螺紋微型元件和許多其它微型氣動元件已成為系列化產(chǎn)品。由于這些小型和微型元件能在0.2~0.7MPa的壓力下使用，所以它們能集成到已有的標(biāo)準(zhǔn)氣動系統(tǒng)中。如果說小型氣缸由于活塞面積小，相應(yīng)的功率較小，而小型閥就大相庭徑。在流量相同的情況下，新的小型閥結(jié)構(gòu)更緊湊、接口尺寸更小。例如，相同流量的換向控制悶，體積僅為過去的7%(1997年與1961年比)。尺寸不斷小型化和功能不斷強(qiáng)化是氣動元件發(fā)展的必然趨勢。盡管存在尺寸上的限制，氣動元件的設(shè)計仍有進(jìn)一步的改進(jìn)。（2）模塊化和集成化模塊化與集成化是兩個不同的概念，然而兩者之間又密切相關(guān)。毫無疑問，氣動的最大優(yōu)點(diǎn)之一是單獨(dú)元件的組合能力，無論是各種不同大小的控制器，或是不同功率的控制元件，在一定應(yīng)用條件下，都具隨意組合性。模塊化設(shè)計己遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出早期的模塊化設(shè)計。從單功能元件到多功能系統(tǒng)，通用的模塊化應(yīng)具有向上或向下的兼容性。即使任務(wù)變了，模塊化設(shè)計也必須能對系統(tǒng)進(jìn)行順序轉(zhuǎn)換、重組、刪減或擴(kuò)充。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1氣動自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)氣動自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)主要由氣源、氣源處理元件、控制元件和執(zhí)行元件組成。由產(chǎn)生、處理和貯存壓縮空氣的設(shè)備組成的系統(tǒng)稱為氣源系統(tǒng)。氣源系統(tǒng)包括有空氣壓縮機(jī)、貯氣罐、空氣凈化設(shè)備和輸氣管道等。它為氣動設(shè)備提清潔、干燥、恒壓和足夠流量的壓縮空氣，是氣動系統(tǒng)的能源裝置。氣源的核心是空氣壓縮機(jī)，它將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體的壓力能。執(zhí)行元件主要有氣缸、擺動馬達(dá)和氣馬達(dá)。控制元件一般為閥門，包括壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥等。空氣壓縮站空壓機(jī)后冷卻器貯氣罐空氣壓縮站空壓機(jī)空壓機(jī)是氣壓發(fā)生裝置是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的轉(zhuǎn)換裝置。常見的空壓機(jī)有活塞式空壓機(jī)、葉片式空壓機(jī)和螺桿式空壓機(jī)氣種。（1）活塞式空壓機(jī)圖3活塞式空壓機(jī)的工作原理見圖3。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動的活塞向右移動時，氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力Pa，吸氣閥開啟，外界空氣吸入缸內(nèi)，這個過程稱為壓縮過程當(dāng)缸內(nèi)壓力高于輸出空氣管道內(nèi)壓力P后，排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內(nèi)，這個過程稱為排氣過程?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動是由電動機(jī)帶動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)形成的。曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為滑動——活塞的往復(fù)運(yùn)動。這種結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)在排氣過程結(jié)束時總有剩余容積存在。在下一次吸氣時，剩余容積內(nèi)的壓縮空氣會膨脹，從而減少了吸人的空氣量，降低了效率，增加了壓縮功。且由于剩余容積的存在，當(dāng)壓.縮比增大時，溫度急劇升高：故當(dāng)輸出壓力較高時，應(yīng)采取分級壓縮。分級壓縮可降低排氣溫度，節(jié)省壓縮功，提高容積效率，增加壓縮氣體排氣量。（2）葉片式空壓機(jī)圖4葉片式空壓機(jī)的工作原理如圖4所示，把轉(zhuǎn)子偏心安裝在定子(機(jī)體)內(nèi)，葉片插在轉(zhuǎn)子的放射狀槽內(nèi)，葉片能在槽內(nèi)滑動二葉片、轉(zhuǎn)子和機(jī)體內(nèi)壁溝成的容積空問在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中逐漸變小，由此從進(jìn)氣口吸入的空氣就逐漸被壓縮排出。貯氣罐貯氣罐的作用是：（1）用來貯存一定量的壓縮空氣，調(diào)節(jié)空壓機(jī)輸出氣量與用戶耗氣量之間的不平衡狀況，保證連續(xù)、穩(wěn)定的氣流輸出。（2）當(dāng)出現(xiàn)空壓機(jī)停機(jī)、突然停電等意外事故時，可用貯氣罐中貯存的壓縮空氣實(shí)施緊急處理保證安全。（3）減小空壓機(jī)輸出氣流脈動，穩(wěn)定空壓站管道中的壓力此外，還能降低壓縮空氣溫度，分離壓縮空氣中的部分水份和油份。后冷卻器后冷卻器的作用是使溫度高達(dá)120~180℃的空壓機(jī)排出氣體冷卻到40~50℃，并使其中的水蒸氣和油霧冷凝成水滴和油滴，以便對壓縮空氣實(shí)施進(jìn)一步凈化處理。后冷卻器有風(fēng)冷式和水