在氣動自動化系統(tǒng)中,電信號向氣動動力信號的轉(zhuǎn)換依靠電磁閥完成,SMC氣動電磁閥作為氣路控制的核心部件,接收控制系統(tǒng)輸出的電氣信號,依靠電磁驅(qū)動結(jié)構(gòu)改變閥體內(nèi)部閥芯位置,切換進氣、出氣、排氣通道之間的連通關(guān)系,以此控制氣缸、真空發(fā)生器以及各類流體管路,完成伸縮、夾持、介質(zhì)通斷等一系列工藝動作,大量應(yīng)用在電子、化工、制藥等不同行業(yè)的自動化設(shè)備當中。不同系列的電磁閥在通路數(shù)量、驅(qū)動形式、安裝形態(tài)上存在區(qū)分,針對差異化工況可以完成靈活配置,理解其內(nèi)部邏輯、選型原則與維護要點,對保障設(shè)備連續(xù)運行有著重要意義。
從驅(qū)動結(jié)構(gòu)劃分,可分為直動式與先導式兩類,其中先導式五通電磁閥在自動化設(shè)備中使用占比較高,VQZ 系列便屬于這類 5 通先導式電磁閥。先導式結(jié)構(gòu)采用小閥驅(qū)動主閥的兩級控制思路,電磁線圈僅驅(qū)動體積較小的先導閥芯,依靠氣路形成的壓差推動主閥芯完成換向,電磁線圈輸出的電磁力不需要直接克服主氣路介質(zhì)壓力,以此實現(xiàn)閥體緊湊布局與適配更大流量的需求。這類閥體既可以采用直接配管的單體獨立安裝,也能夠采用集裝式安裝,將多只閥體組合在鋁制匯流底座之上,同時還支持 DIN 導軌安裝,方便控制柜內(nèi)部布局規(guī)劃,集裝結(jié)構(gòu)下還能夠?qū)崿F(xiàn) 3 通閥與 5 通閥混合組裝,適配同一閥組內(nèi)多種動作邏輯的控制需求。
電磁閥的型號定義中包含了豐富的工況適配信息,對應(yīng)閥體機能、密封形式、線圈供電規(guī)格、導線引出方式、手動操作形式、接管規(guī)格以及各類定制選項。以單電控二位五通的閥體為例,機能代表閥芯的基礎(chǔ)動作邏輯,單電控依靠線圈通電完成換向,斷電之后依靠內(nèi)部彈簧實現(xiàn)閥芯復位;密封形式區(qū)分間隙密封與彈性密封,適配不同的使用周期和泄漏控制要求。供電線圈存在不同電壓規(guī)格,現(xiàn)場使用需要匹配控制系統(tǒng)輸出電壓,避免電壓不匹配造成線圈燒毀或者閥體無法動作。導線引出方式包含 DIN 插座式等多種形式,部分款式不帶配套插頭,現(xiàn)場裝配需要自行完成接線配件配置。閥體自帶的手動操作結(jié)構(gòu)多用于設(shè)備調(diào)試階段,無需通電通氣就可以手動推動閥芯,確認氣路切換與執(zhí)行機構(gòu)動作是否正常,這類手動操作分為鎖定式和非鎖定推壓式,非鎖定推壓式需要借助工具完成操作,調(diào)試結(jié)束松開之后閥芯自動復位。接管部分可以選擇快換接頭規(guī)格,適配對應(yīng)外徑氣管,螺紋也區(qū)分不同標準,選型階段需要和現(xiàn)場管路匹配。部分閥體支持 CE 對應(yīng)等訂制規(guī)格,適配特定區(qū)域設(shè)備合規(guī)要求。
在現(xiàn)場設(shè)備的裝配調(diào)試環(huán)節(jié),有多項細節(jié)需要加以關(guān)注。電磁閥的上游需要配置氣源處理元件,保證進入閥體的壓縮空氣經(jīng)過過濾除雜,避免管路內(nèi)部固體雜質(zhì)進入閥體滑動部位,造成閥芯卡滯,出現(xiàn)閥體不換向、密封泄漏的故障。配管作業(yè)之前,需要對管路進行吹掃,清除配管過程殘留的金屬碎屑、密封膠帶碎屑等異物,防止異物隨氣流進入閥體內(nèi)部。接線作業(yè)需要確認接線緊固到位,避免接線松動帶來接觸不良,引發(fā)閥體偶發(fā)不動作;同時確認供電電壓處于閥體允許范圍之內(nèi),注意漏電壓帶來的線圈異常。安裝布局上,閥體安裝位置盡量避開冷凝水直接滴落、大量粉塵堆積的位置,對于防護等級有限的閥體,要做好外部防護,防止水汽、粉塵侵入閥體內(nèi)部。配管過程確認接口標識,進氣、出氣、排氣口不可接錯,排氣口可按需裝配消音器,降低排氣階段產(chǎn)生的噪聲,同時阻擋外部雜物從排氣口反向進入閥體。
設(shè)備投入運行之后,預防性維護可以減少故障停機情況。日常巡檢階段,可以觀察閥體動作響應(yīng)狀態(tài),伴隨線圈通斷,能夠聽到閥芯換向的動作聲響,同時觀察下游氣缸或者氣爪是否跟隨信號完成對應(yīng)動作。需要留意閥體各個接口位置是否存在漏氣現(xiàn)象,如果接頭或者閥體結(jié)合面出現(xiàn)漏氣,一方面會造成系統(tǒng)供氣損耗,同時會造成執(zhí)行元件動作力度不足。線圈部位需要檢查有無異常發(fā)熱現(xiàn)象,異常發(fā)熱多來自電壓異常或者線圈本體損壞。閥體的手動調(diào)試結(jié)構(gòu),僅允許在調(diào)試、檢修的時候使用,設(shè)備正常生產(chǎn)運行狀態(tài)下,不要依靠手動操作維持閥體工作狀態(tài)。
設(shè)備出現(xiàn)故障時,需要按照從外部到內(nèi)部的順序排查。當電磁閥不動作,優(yōu)先核查供電回路,確認電壓輸出、接線連接狀態(tài),判斷故障是否來自控制系統(tǒng)或者接線環(huán)節(jié),再進一步確認供氣壓力是否處于閥體工作允許區(qū)間,供氣缺失或者壓力不足都會造成先導式閥體無法完成換向。確認電氣與氣源條件正常之后,如果閥體依舊不換向,大概率是異物進入閥體,造成閥芯卡滯。此時需要切斷電源,釋放回路壓力之后,拆卸閥體開展清理;如果密封件已經(jīng)出現(xiàn)磨損老化,則需要更換密封組件,無法修復時更換閥體本體。如果閥體可以換向,但是執(zhí)行機構(gòu)動作無力,除管路泄漏之外,還需要排查排氣通路是否被堵塞,消音器被油污雜質(zhì)堵塞之后,會造成排氣不暢,氣缸動作速度變慢。
SMC氣動電磁閥長期停機之后重新啟用,不要直接投入生產(chǎn),需要先完成通氣通電,多次執(zhí)行換向動作,確認閥體動作正常,再接入設(shè)備工藝流程。檢修拆裝閥體的時候,需要做好標記,記錄管路接線對應(yīng)關(guān)系,方便復原裝配。先導式閥體部分款式分為內(nèi)部先導與外部先導,外部先導式閥體需要確認先導供氣通路正常,缺少先導氣源,即便主氣路供氣正常,閥體依舊無法換向。
選型環(huán)節(jié),除接管口徑、電壓、機能之外,還需要綜合考量現(xiàn)場工況環(huán)境,比如環(huán)境濕度、粉塵情況,是否存在特殊合規(guī)要求,確認閥體的防護等級、訂制規(guī)格是否滿足現(xiàn)場條件。集裝閥組設(shè)計時,規(guī)劃好閥的數(shù)量,兼顧后期設(shè)備改造預留空位,減少后期改造成本。電磁閥作為電與氣的轉(zhuǎn)換樞紐,其工作狀態(tài)直接決定整套氣動設(shè)備工藝動作的完成質(zhì)量,規(guī)范選型裝配,落實巡檢維護,能夠減少故障發(fā)生,維持設(shè)備穩(wěn)定運行。