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摘要：对电磁阀的关注熟悉、正确选用是热工自动化 设计的一项基础工作。文中介绍了电磁阀的分类、流通能力的计算乃至其选型，并对电磁阀的控制提出一些个人见解。ffice ffice" /> |
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电磁阀是电厂热工自动化中应用相当广泛的设备之一。它可以用来控制一定压力下的某些工质在管道中的自动通断，成为特定的执行器，如锅炉的燃油快关阀、汽轮机组调速保安系统油路上的电磁滑阀、给水泵组密封水管路的切换阀以及采暖工程的热水阀等。它还可以作为气动、液动回路自动切换或顺序控制的执行元件，它就成了该气动、液动执行器的电——气、电——液执行元件，这方面的应用更为普遍。如主厂房锅炉的气动安全门、汽轮机组气动或液动的抽汽逆止门等都是由电磁阀控制通向操作装置的气路、液(水)路的通断来完成其开关动作的，辅助车间及其系统众多气动执行机构的自动控制也离不开电磁阀这一设备。再如，过去在锅炉各段烟道压力的常规检测中也使用过电磁阀切换做到一台表计的多点测量。可见，电磁阀在电厂热工测量、控制及保护联锁上都是一项基础元件设备，对电磁阀的关注熟悉、正确选用乃是热工自动化设计的一项基础工作。基于此，本文着重讨论电磁阀在选型与控制上的一些问题，有些见解仅是笔者一家之言，期盼同仁指正。
1 电磁阀的结构原理及其分类
1．1 电磁阀的结构原理
电磁阀的结构并不复杂，它由两个基本 功能单元组成，一是电磁线圈(电磁铁)和磁 芯，另一是滑阀，即包含数个孔的阀体。电 磁线圈带电或失电时，磁芯的运动导致工质 流体通过阀体或被切断。
上述用来在工艺管道中直接通断的作为 特定执行器的电磁阀，电磁线圈带电时，磁芯 直接开启常闭阀的孔或关闭常开阀的孔，阀 门能从0(无压差)至其最大额定压力间开启 或关闭。而上述用来在气动、液动执行器充 当执行元件的电磁阀，则要借助动力源(压缩 空气、有压头的水或油等液体)来操作电磁阀 上的先导孔和旁通孔。电磁线圈带电时，磁 芯开启先导孔，通过阀的出口消除膜片或活 塞顶部的压力，且将其推离主孔，阀门得以开 启。电磁线圈失电时，先导孔关闭，动力源的 压头通过旁通孑L作用于膜片或活塞顶部而产 生阀座力，阀门得以关闭。这是因为受这些 执行机构控制的工艺阀门一般口径都较大， 要求执行机构接受动力源的压头也大(如 DNl50及以上的气动隔膜阀、气动蝶阀的操 作压力》0．5MPa)，则传递动力源的电磁阀的 孑L尺寸及工质流体压力势必也要大，只有将 电磁线圈做大才足以开启电磁阀来传递执行 机构所需的动力源。为了解决这一矛盾，保持电磁线圈的小尺寸，就不再使用磁芯直接 启闭阀体孔的直接操作的(直动式)电磁阀， 而改用磁芯启闭先导孔的导向操作的(先导 式)电磁阀。
1．2 电磁阀的分类
电磁阀的分类无定式，随分类方式不同而异，详见下表。
实际上，上表并不能涵盖所有电磁阀的种类。如两通、三通直动式及单电控两位四通、五通(五个接口)电磁阀还有电脉冲控制的，电磁线圈非连续带电，而用磁闪锁控制。还如不同于两个电磁线圈控制的“双稳”先导式电磁阀，另一种“双稳”先导式电磁阀是由双外部压力源控制的(先导式要有压力源，丽一种说得更确切，是由电磁线圈及主压力源控制)，已无电气部件——电磁线圈。再如由两个电磁先导阀、一个滑阀及其连接体组成的三位三通、三位五通电磁阀。这些或应用相对较少，或仅是一个滑阀，就不再列入分类表内。
电厂热工自动化设计中，应用最多的是 两通直动式、先导式电磁阀及两位三通、四 通、五通(五个接口)先导式电磁阀。两通直 动式、先导式电磁阀可作为工艺管道控制工 质通断的截止机构。两位三通、四通、五通先 导式电磁阀用得更多的是空气操作的、，即工 质流体为仪用压缩空气。三通用于控制单作 用气缸执行机构、气动薄膜执行机构、气动调 节阀等；四通用于控制双作用气缸及其他气 动执行机构，带有活塞式执行机构的调节阀 等；五通用于控制双作用气缸完成气路自动 切换，驱动某些阀门装置，如一些汽包炉用气 缸控制的炉底渣斗排渣门等。
1．3 电磁阀的图形符号
下表列出常用的电磁阀的图形符号，比较象形，借此也能看出它们之间的区别，且对阅读电磁阀厂商的选型样本或指南有所帮助。
2 电磁阀的主要技术参数及其选型
2．1 电磁阀的主要技术参数
(1) 电磁阀口径，分管径、通径两个不同概念。管径专指电磁阀安装方式为管道连接式时的接管口径，其实就是它的外部接口尺寸，通常都以公制螺纹或锥螺纹(mm或英寸)表示，所以有的样本干脆称为连接口尺寸。通径则指电磁阀内部通路的口径，有的 样本又称为标称直径，通常以一或英寸表 示。后者更是我们特别关注的主要技术参数 之一，电磁阀的流通能力与它直接关联。
(2) 电磁阀的流通能力。电磁阀作为一 种特殊的阀门，也有一个流通能力的概念。 流通能力过小，作为截止机构的直动式电磁 阀难以满足工艺上对控制流量的要求，作为 先导式电磁阀难以在规定的时间里打开或关 上受控的阀门；流通能力过大，电磁阀或其受 控阀门的动作不一定理想甚至出现险情，且 造成选型设备上的浪费。
电磁阀流通能力的表达式与其他阀门， 如调节阀的计算公式一样，有
我们之所以未将上述参数加以更细的限 定以及列出它们的量纲单位，原因就在于电 磁阀的生产厂商对此并未规范统一，只能随其所定选算。如流量Q通常都应指体积流量，极少数的(如ASC0的蒸汽电磁阀)选算 时使用的却是质量流量。而量纲单位各用各 的，甚至有些混乱。国产电磁阀已经使用了国际单位制(SI)的基本单位及其导出单位，而进口电磁阀除了使用能以国际单位表示的 某些通用单位(如英寸、磅、华氏度等)外，尚使用英美制一些常用单位(如巴、加仑等)，这在电磁阀的具体选算时再予介绍。
从上式中，我们可以清楚地看到，电磁阀流通能力的定义即是其阀进出口压降为1个压力单位时所通过的水量(γ为1个密度单位)。有些制造厂商又将电磁阀流通能力称 作流量系数、流量因子等。
根据工质流体的流量及此时阀两端压 降，以及流体的比重计算出所需电磁阀的流， 通能力，便可从制造厂商的选型样本中找出适当通径的电磁阀。
(3) 电磁阀的操作压差。电磁阀压差即是上式中的压降ΔP，操作压差则是电磁阀能安全操作运行的压降ΔP，所以有的也称作允许压差。操作压差的最大值、最小值又分别称为最大、最小操作压差，电磁阀选型样本上都有这一具体参数值，或者把他们列为压力范围的起始和终结值。
显然，当电磁阀入、出口压力过大于其能承受的最大操作压差时，电磁线圈对阀体通路控制的安全性将不被保证。在出口压力未知时，不妨将阀人口压力，即供给压力视为最大压差与电磁阀的最大操作压差比较是最为安全可取的。最小操作压差是指阀门开启或保持开启所需的最小压差。对两通先导式电磁阀，最小操作压差即是(ΔP)min；对三通、四通先导式电磁阀，最小操作压差即是压力口及排压口的压差。从前述电磁阀分类中可知，直动式、悬挂式膜片或活塞结构的电磁阀是无需最小操作压差的。
我们来看一下需要最小压差的电磁阀，在不满足时的动作情况。对浮动式膜片或活塞结构的两通先导阀，当低于最小压差时，电磁阀将关闭；对同样结构的三通、四通先导阀，当低于最小压差时，电磁阀将不能在开启或关闭间作转换。这就是工程设计时，烟道压力测量的多点切换不能使用先导阀而要选用直动阀的缘故，也是三通、四通先导阀的进压(如供气管)及排压(如排气管)接管处不能有缩口等障碍而须是全通径的缘故。至于流量控制器等选择件只能安装在电磁阀的气缸接口，而不能安装在压力口。
(4) 电磁阀的动作时间，指电磁阀开启、关闭转换的时间。它与电磁阀的操作形式 (如气动还是液动等)、动作形式(如直动还是先导阀等)、结构尺寸(如膜片还是活塞结构及其尺寸大小)、供电种类(如直流还是交流) 以及工质流体压力、温度等诸多因素有关。
通常情况下，空气操作，即气动交流阀的时间：直动阀小口径5-l0ms，大口径20— 40ms；先导阀小膜片15—50ms，大膜片50— 75ms；先导阀小活塞75—lOOms，大活塞100 —150ms。液体操作，即液动交流阀，小口径直动阀也维持在5—lOms之间，但大口径直动阀及各种先导阀则会比相对应的气动电磁阀各增加50—100％的动作时间。直流阀的动作时间又比相应的交流阀长50％。而双电控的换向时间又要比单电控长100％及以上。
不管怎么说，电磁阀的动作时间是瞄级的，完全能满足热工自动化对过程控制的时间要求。至于有些电磁阀对切换(转换)频率的限制(单电控允许切换的频率要比双电控高)，在自动控制上也不存在问题。
(5) 电磁阀功率(功耗)。电磁阀选型样本上都有功率(功耗)这项参数，这种额定功率对交流、直流阀指的均是保持伏安值，即电磁阀保持开启或关闭位置时要求电磁线圈带电的功耗。对交流阀，还有一个起动伏安值，即电磁阀在开启及关闭间转换时要求电磁线圈带电的功耗，这在供电回路设计时应予关注。
(6) 电磁阀的允许泄漏量。电磁阀作为一种通断工质流体的阀门，也存在一定的泄漏，不过这种泄漏并不象调节阀那么明显，产生的负面影响也不明显。
(7) 电磁阀的工作制。一般地说，电磁阀 应能连续运行，电磁线圈应能连续带电而无 过热或事故危险。同时环境温度将与电磁线 圈温升直接迭加，制造厂商已作充分考虑，将 与电磁线圈的温度极限以及绝缘等级相适 应，做到100％的工作制。
(8) 电磁阀的环境要求。如电磁阀工作 的环境温度、相对湿度等，电磁阀的外壳密封 性有室内(机柜内)、室外防水防尘等类型，防 护等级分别可达IPI0、IP65(67)，另有本安防 爆型。
2．2 电磁阀通径的选算
从前述已知，电磁阀通径的选算要解决的就是电磁阀流通能力的计算。我们可以通过电磁阀制厂商在其选型样本上设计资料所列的公式及图表曲线，根据已知的参数条件进行，最终请制造厂商确认。当然也可以向制造厂商提出要求由其帮助选型，如目前流量测量节流件差压值的计算基本上都交由制造厂商完成。
下面就结合具体制造厂商的设计资料作简要介绍。
(1) 原Honeywell公司的Lucifer电磁阀
对液体工质，有流量因子KV=Q／(ΔP/γ)1/2。
式中参数物理量含义见前述，这里只列出它们的单位，括弧内是与国际单位制基本单位或导出单位的换算，下同。
Q：1／min(ffice:smarttags" />1L=103cm3)；
Δp：bar(1bar=1．019716Kg／cm2)；
γ：Kg／dm3(1Kg／dm3=1×10-3Kg／dm3)；
KV：1／min。
对气体(空气)工质，流量因子被定义为传导c，有C=Q／[P1KTWr空气／γ气体]。
式中，Q：dm3／s；
Pl：电磁阀入口压力，bar；
KT：温度校正系数，无量纲；
γ：Kg／dm3；
w：电磁阀出口压力P2与人口压力P1比值的函数，无量纲；
C：dm3／S·bar。
Honeywell公司在这里引入了b=P2′/P1′这一临界压力比的概念，P2′、P1′分别为流体由于其截面及方向发生快速变化而产生阻塞流时的出、入口压力。 b与阀体内部结构有关。当P2／P1≤b时，P2／P1的函数w=1，Q=CP1KTγ空气／γ气体，它说明气体(空气)工质经过电磁阀阀体节流孔速度突然增加，压力骤然下降以致P2／P1小到某一值(b)，此后流量不再随压差的增加而增加，如阻塞一般。如果这种气体就是常温(20℃)下的空气，则Q=CP1或C=Q／P1，即空气传导的定义就是其通过电磁阀发生阻塞流时的流量与入口压力的比值。比时流量与出口压力无关，而正比于人口压力。
气体(空气)工质经过电磁阀阀体节流孔呈自由流动，P2／P1>b，w≠1，Q=CP1KTWγ空气/γ气体。如果这种气体就是常温下的空气，则Q=CP1TTw或C=Q／P1KTw。电磁阀能获得 理想节流孔的临界压力比理论值约为0．528，实际情况是在0．25至0．45之间。不言而喻，电磁阀运行的就是在工质流体自由流动时的工况。
Lucifer电磁阀的选算可不经公式计算，而通过厂商提供的(液体、气体)计算图表用已知参数值的连线的交叉点查得。
对液体工质，已知Q、ΔP及γ查KV。在液体流量计算图表上，Q与ΔP标尺已知值的连线延长后与辅助线相交一点，该点与γ厂标尺已知值的连线将与KV标尺相交，此点的KV值即是最终结果。
对气体(空气)工质，已知Q、P1、P2、t(℃)及γ查C。在气体流量计算图表上，第一步先从w与P2／P1的函数曲线上查得w(w坐标上的某点)，第二步该点w与t标尺已知值连线与辅助线Ⅲ相交一点，第三步该交点与γ标尺已知值连线延长后与辅助线Ⅱ相交一点，第四步P1与Q标尺已知值的连线延长后与辅助线I相交一点，第五步连接辅助线I、Ⅱ上的这两点将与这两辅助线间的C标尺相交，此点的c即是最终结果。
值得注意的是，这些图表曲线都有一个 电磁阀临界压力比b的适用范围，换言之，仅在b是某一定值(如0．4)，即某一阀体结构时有效。同时，使用流量计算图表查得的最终结果：KV(C)或Q值的误差将达±15％。
(2) ASCO公司的Red-HatⅡ电磁阀
对液体工质，有流量系数CV=Q／FgFsg。式中，Q：GPM，即gal／min(gal即加仑，美制lgal=3785．412cm3，英制1gal=4546cm3)；
Fg：压力系数，与工质入口压力(psi)、阀门压差(psi)有关(1psi=0．0703kg／cm3)；
Fsg：密度系数，与工质在14．7psia(绝对)大气压及60℉温度(to(F)=9／5t(℃)+32)下的密度有关。其它情况下Fsg=1／(γ1/2)。
显然，流量系数Cv与流量Q同量纲单位：gal／mino式中的压力系数Fg、密度系数Fsg均能从制造厂商提供的图表曲线上查得。液体粘度过大的话，对CV还要作出修正。
对气体(空气)工质，有流量系数Cv= Q／FgFsgFt。
式中，Q：SCFH，即Nft3／h(1ft3／h=7．8658× 16-6m3／s，N为“标准”前缀)
Ft：温度系数，与工质温度(℉)有关。在20℉一150℉内，Ft可视作1，即不作修正，其他情况下Ft=[530／(460+℉)]1/2。Ft也可以从图表曲线上查得。
流量系数Cv与流量Q同量纲单位。
对蒸汽工质，有流量系数Cv=Q／Fg。
式中：Q：1b／h(11 b／h=1．2600×10-4kg／s)，流量系数Cv与流量Q同量纲单位。
值得注意的是，压力系数Pg的图表曲线分为液体、气体(空气)及蒸汽，应按工质不同使用不同的图表曲线。
2．3 电磁阀的选型步骤
(1) 依据工艺及控制的要求，选定直动式还是先导式。
(2) 依据受控执行器种类及其他因素的比较，选定二位三通(常闭或常开)还是二位四通(单电控或双电控)或其他。
(3) 依据工质流体的已知条件计算流通能力，从而选定合适的通径。
(4) 压差的验算。工质流体的工作压力必须小于最大操作压差，最小操作压差必须与工艺及控制的安全性相适应
(5) 依据工质流体及环境条件，选定部件材质、电磁线圈及外壳密封形式
(6) 依据控制系统的需要，选定选择件。 若以方框图表示，电磁阀选型步骤如下图所示意：
上述前四项已在前面涉及，下面仅就后两项稍作叙述。
电磁阀的工质流体通常分为空气(含隋 性气体)、水及轻油等几大类，而电磁阀阀体 的材料通常有黄铜、不锈钢及铝等。除铝可 用于非润滑空气，黄铜、不锈钢对工质流体基 本上都能适应，因价格因素，黄铜材质选用最 多。同时与工质流体接触的部件——密封 垫、阀盘较多的选用了丁腈橡胶，对热水和蒸 汽可选用特氟龙，对制冷(氟里昂)和二氧化 碳可选用聚四氟乙烯。其余部件材质大体相同。
电磁线圈与引线方式、外壳密封形式组合而产生多种形式可选。进口电磁阀的电磁 线圈材质有铜的(黄铜阀体)或银的(不锈钢 阀体)；耐热等级有F级(155cC)或H级 (180cC)；引线方式有带连续导线的、带片状 端子和螺纹端子的或带插头形式的，组合安 装式还有接线盒可供选择。而线圈——外壳 组件，除防水防尘型还有多种等级的防爆型 可供选择。
电磁阀还有一些配件可供选择。如用于 电磁线圈失电或脱离电磁线圈手动操作阀门 的手操装置(手动超驰器)o它有短暂式及保 持式两种基本类型，通常使用的都是保持型， 双电控则需两个手操装置。还如线性流量装置。它可以对电磁阀气缸两端口的流量(CV) 从零至额定值间分别控制，从而调节气缸在两个方向上的速度，在规定时间内驱动一个气动执行器。再如用于电磁阀排放口的消音部件(器)o我们知道，快速运动的排放气体在大气中会产生高达100dB的噪声，恶化工作环境，甚至发生伤害事故，就需要空气净化消音部件(器)，通常它的内部是一个烧结滤棒，外壳上的帽盖可以旋转，以改变排放方向。
3 电磁阀的控制及其敷管
这里仅就气动执行器的执行元件，空气操作的先导电磁阀的电磁线圈控制回路及其敷管设计中的一些问题作番探讨。
3．1 两位三通先导电磁阀的控制
通常的两位三通先导阀一个电磁线圈，电磁阀控制接受的是长信号，电磁线圈将长带电，随长信号的延续及消失电磁阀开闭转换。电磁阀控制信号可以是一个开(关)阀的常开接点；也可以是两个，一个开(关)阀的常开接点串上一个关(开)阀的常闭接点。
常规控制回路，如果用定位开关控制，电磁阀的切换只需一付开(关)阀的接点接通，每次·切换回初始位置时该付接点断开即行。如果用一般按钮控制，因为要断开自保持回路，就需要在开(关)阀按钮常开接点回路再串上一付关(开)阀按钮的常闭接点，才能达至U控制电磁阀开闭转换的目的，这与同样用 —般按钮控制的电动执行机构、电动阀门装置回路相似。后者具有两个可控硅或接触器控制回路分别操纵电动机正、反转来完成阀门的开、关向动作，这一行程时间要比电磁阀控制气动执行器的长得多，除了共同具有的开、关方向操作互锁外，还有纠正误操作的时机。
常规控制回路，如设置保护信号，则应以此信号为主，引入方式的回路设计应以电磁阀失电时气路的切换能使气动阀门处于工艺．生产过程中的安全位置为原则。如工艺设备 的选型是常开型隔膜阀配气关式薄膜头，常 闭型隔膜阀配气开式薄膜头，控制设备的选 型是常闭型两位三通先导阀。常闭型电磁阀 未受控制信号而失电时，其膜头口接通排气 口，常开型或常闭型隔膜阀将打开或关闭而 处于工艺生产过程中正常或安全的位置。常 闭型电磁阀接受控制信号而带电时，其膜头 口接通压力口，常开型或常闭型隔膜阀将随 之关闭或打开。现引入保护信号的常闭接点 与控制信号的常开接点串接。保护未动作， 隔膜阀如上述运行；保护动作时，隔膜阀将按 断电断气运行而处于正常或安全的位置。这样，它就与工艺及控制设备选型形成的断电 断气保护构成了双重保护。
采用DCS或PLC控制电磁阀的切换时，保护联锁可以在控制系统内完成，操作员站上键盘操作完全可以开、关向，而对外部的两位三通电磁阀来说仍接受—个子拎，如下图示：
3．2 两位四通先导电磁阀的控制
两位四通先导阀选用单电控还是双电控，即单电磁线圈还是双电磁线圈，对双作用气缸式执行器的控制来说，都能达到目的。它们的区别仅在于电磁线圈的带电时间。前者控制接受长信号，长带电，电磁阀气路切换取决于线圈带电与否；后者控制接受脉冲信号，短暂带电(带电时间由气缸尺寸及控制速度决定，通常在300—500ms间)，两个线圈不能同时带电，电磁阀气路切换取决于何只线圈带电。
对双作用气缸式执行器的控制，过去主张采用具有记忆气路作用的双线圈两位四通先导阀，其主要理由就是一旦电源故障，单线圈将会因气路切换造成气动执行器误动作，且要求长期带电工作有碍安全。其实，对 100％工作制的电磁阀，电磁线圈的连续带电对其并不会构成事故威胁。至于避免误动作，其实工艺生活过程中任一两位置气动执行器都有一个或全开或全关的安全位置，对应电磁阀一旦失电时的气路通断情况，然后根据气动执行机构(气缸)活塞移动的开、关向与电磁阀气管路接对了就行，也很为方便。如图所示：
但不能不指出，此时得两位置气动执行器虽处于安全位置，并不一定示工艺生产过程中某一流程时的正常位置，很有可能因此中断局部生产过程或解列某项工艺设备。说到底，问题还在电源的可靠性上。
现今。无论是主厂房还是辅助车间的热工自动化电源系统的设计较过去采用常规控制系统时完善多了，热工电源的可靠性大大提高。电磁阀电源或来自UPS为工作电源而保安段为备用电源的交流电源切换分配柜，或来自直流电源切换分配柜，或来自控制系统类互为冗余的直流24V电源装置等。只要电源的可靠性有保证，单电控的两位四通先导阀完全可用于双作用汽缸式执行器的控制上。工程设计如选用进口电磁阀，节省的费用更位可观。
控制系统的电磁可以这样做，对于保护系统的电磁阀则需谨慎些。如有些锅炉的汽包及集汽联箱上的气动安全门采用了单电控两位四通电磁阀控制，有可能发生：保护动作前如失电不能切换气路，对象压力虽上升至极限值却拒动；保护动作过程中如失电自行切换气路恢复至初始位置，对象压力虽未下降至规定值却误动。这都不为锅炉安全运行所允许，所以此时还是选用双电控两位四通电磁阀稳妥。
3．3 电磁阀的分散与集中布置
这一问题主要发生在辅助车间及其系统，某一些工艺设备的气动阀门成群，形成了电磁阀群。工程设计中，电磁阀中布置于电磁阀柜=箱的做法都有，各有特点，它们的比较见下表。
总的说来，电磁阀集中布置对其自身控制及工艺系统运行都更为安全可靠，所以对电缆阀群的场合宜尽量设置柜、箱集中布置。
3．4 电磁阀对控制系统输出接点及供电方式的要求
电磁阀对控制系统输出的接点有—定的要求，首先这种输出接点要能用在控制电磁阀这类感性负载上，其次要求按电磁阀电源种类、电压等级及功率大小供给有源接点。对后者，控制系统为DCS的由控制系统外部的电源柜、箱供电给电源，即DCS的m输出与外部相应的配电回路串接后去驱动电磁阀，控制系统为PLC的则通常要求控制系统直接输出有源接点。对前者，要求控制系统输出能带这类负载的继电器接点，控制系统为DCS的也正是这样做的，控制系统为PLC 的就不尽然了。下面专门谈谈PLC数字量输出模件(含远程L／O输出模件)输出接点控制电磁阀的适应性。
我们知道，PLC交流数字量输出模件的 DO型式主要有继电器接点及双向晶闸管输 出，直流数字量输出模件的DO型式主要有 继电器接点及功率晶体管输出。工程设计 中，交、直流数字量输出模件除了都可选用继 电器接点输出型式外，前者还多了一种选择 型式：选用双向晶闸管输出模件，再加外部继 电器作为系统输出。这有利于模件安全工作， 也适合接点容量要求大的场合。
我们还知道，PLC数字量输出模件的继 电器接点输出型式又有机电继电器(Mechan— ical-electrical)、干簧继电器、水银继电器及固 态继电器等多种。后者继电器输出模件以每 个点的连续电流大见长，目前工程中选用还 不是很多。前三种继电器输出模件的主要区 别在于使用条件、使用环境及动作速度等方 面。而机电继电器接点输出型式因其经济性 在工程中应用最为普及，然而绝大部分这类 输出模件因不含有波动限制电路只能切换如照明、指示器及加热远件等阻性负载，而不能推荐用在如电动机起动器、电磁阀及伺服机等感性或容性负载上。所以，工程设计中通常即使是继电器接点输出模件也要配外部继电器，于是我们便常常选择双向晶闸管输出的交流数字量输出模件或继电器接点输出的· 直流数字量输出模件，再加外部继电器作为系统输出。
数字量输出模件的外部继电器的供电方式实际上就是该模件工作电压的引入方式。交流模件外部继电器常以一个模件(16点) 的单位配电，且应在电源相线端配置电源开关，也可采用刀闸分断端子密集安装节省空间。低电压直流模件外部继电器常以8点或继电器的单位配电，且应在回路电压正端配置熔断器，也可采用保险丝端子密集安装节省空间。
对电磁阀要求PLC系统有源接点输出的供电方式是，将控制系统的交流220V或直流24V电源力e在外部继电器输出与该I／O模件柜(箱)相应输出端子间。这些在系统内部加入的电源都应有各自独立的配电回路，即有各自相应的刀闸分断端子或保险丝端子。
3．5 电磁阀柜、箱设置就地电操作后的问题
以往工程设计中常为了照顾电厂运行人员的某些习惯，在控制系统远程I／O柜、箱与被控对象(厂用电动机MCC、电动阀门MCC 及电磁先导的气动阀门)间按子系统划分设置若干现场操作站。对电磁阀群与气动阀门分离而集中布置的，这一操作站又成了电磁阀柜、箱。电磁阀柜、箱上有远方(顺序控制)／就地转换开关(这一信号也作为控制系统的D1)、各气动阀门的一对一的就地电操作手段、位置信号(如两者合一的带灯按钮) 及其他。
如果作为控制的辅助、补充手段这个中 间环节实在没有存在的必要，但如果作为分 部试转或调试的现场手段，则有存在的价值。这种操作站，或电磁阀柜、箱上的远方／就地转换通常做法就是远方/就地操作电源母线的切换：对每个子系统的操作站，控制系统电源柜或车间I／0站馈给一路相应要求要求的电源(除气动阀门电磁阀如需要24V，DC，其余一般均为XOV，AC)，经切换开关分成远方控制及就地操作两路电源母线，顺序控制及就地操作指令分接在这两条母线上。
对两位三通或单电控两位四通电磁阀，无论是交流还是直流电源回路，只要远方及就地操作指令有一个及以上的是脉冲信号且驱动同一只继电器再发出电磁阀的控制指令的话，必然会产生两个控制回路的信号迂回的问题。要解决这一问题，对交流电磁阀，或增加继电器将同一被控对象的顺序控制及就地操作的驱动回路分开；或选择多层控制开关，将各个被控对象顺序控制、就地操作回路彻底分开。对直流电磁阀，则可采用二极管阻隔信号迂回回路。
实际上，如果电磁阀选用了手操装置，一样可以在分部试转或调试时进行一对一的就地(气动)操作，电磁阀柜、箱上无需再设就地电操作的手段，也不再存在信号迂回的问题。电磁阀柜、箱门上不用开孔，纯粹是一个内装电磁阀的柜、箱，现场密封性更有保证。
3．6 电磁阀用气及其管路敷设的具体要求
这里的电磁阀如前述当属空气操作，对其工质流体一空气的要求应按受其控制的气动执行机构而定，通常都是无油、无水、干燥的仪用压缩空气。即便如此，电磁阀前尚应加装空气过滤器，如有必要还需空气减压阀，后者应装设在靠近电磁阀压力口一侧，空气过滤器、减压阀这些气动附件的输入压力应不小于供气母管输送至用气点的压力，输出压力即气动执行机构所需的压力，输出流量也不应小于气动执行器的耗气量。电磁阀柜、箱进气母管在柜、箱内侧应装设截止阀 (气动球阀)，方便维修。
电磁阀外的气管路，即输送控制气动执行机械动力源的管路，宜选用不锈钢管材替代过去常用的紫铜管；与电磁阀连接的不锈钢管规格应按电磁阀的管径确定，特别是先导电磁阀的压力口接管。热工控制常用的先导电磁阀的管径，连接管口径在1／4-3／8英寸间，按此可选由6X1或中由8X1的不锈钢管。电磁阀柜、箱通常设置在受控气动执行器附近，其出口至气动执行器接口的不锈钢管规格可选Q8X1，对耗气量较大的气动执行器也已够用。供气网络的管径应与气动执行器的总耗气量相匹配。至气动执行器接口的气管路应架空敷设，集中管束还应采用管路支架。 | |
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发表于 2007-8-8 01:46:58
