【正文】 體隨 a 管咀排出。根據(jù)用戶需求，氣動執(zhí)行器可裝置成與標(biāo)準(zhǔn)型相反的傳動原理，即選準(zhǔn)軸順時針方向轉(zhuǎn)動為開啟閥門，逆時針方向轉(zhuǎn)動為關(guān)閉閥門。 a 管咀進(jìn)氣為開啟閥門，斷氣時靠彈簧力關(guān)閉閥門。已知蝶閥的力矩 =150nm，使用介質(zhì)子為水：溫度：常溫現(xiàn)場氣源壓力為 5bar， 給安全系數(shù)為 20%計算 。20%=180nm 對照雙作用執(zhí)行器力矩表中查壓力為 5bar一欄，沿著該列查找等于或相近于 180nm的數(shù)據(jù)，選 215nm，向左找型號，后選定 zt115型號。 已知球閥力矩 =200nm，使用介質(zhì)為蒸汽，使用溫度 160℃ ，現(xiàn) 場氣源壓力為 5bar，給安全系數(shù)為 25%計算；安全力矩： 200+25%=250nm。查氣源壓力為 一欄，沿著該列（開始和結(jié)束）中查找力矩，再向右查 彈簧行程開始和結(jié)束的力矩。=377nm 氣源壓力下 90176。=3247nm 彈簧行程： 90176。而氣動球閥氣動蝶閥氣動閥門上呢。下面我們就來詳細(xì)的介紹動執(zhí)行器（電動執(zhí)行器）的工作原理。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用全密封防水設(shè)計防護(hù)等級高。 氣動執(zhí)行器在 工作時，將空氣由 a工作孔輸入，氣缸內(nèi)氣壓推動活塞向兩邊移動，輸出軸逆時針旋轉(zhuǎn)，帶動閥門實現(xiàn)啟閉操作。這就是氣動執(zhí)行器的工作原理，我可以看出氣動執(zhí)行器在工作時能夠快速的使得氣缸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。 氣動執(zhí)行器 緊湊的雙活塞齒輪齒條機(jī)構(gòu)，靈活輕巧的雙活塞連桿機(jī)構(gòu)，角行程輸出。 氣源。 內(nèi)表面的特殊處理保證最小摩擦及長久壽命。 底面固定孔便于執(zhí)行器與閥連接并使其對正，符合iso5211/din3337 標(biāo)準(zhǔn)。而缸體材料為壓鑄鋁合金（鋁合金采用硬質(zhì)陽極氧化耐磨、防腐蝕、壽命長）。 氣動執(zhí)行器供氣孔符合 namur標(biāo)準(zhǔn)或符合 namur標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)接板。 、 90176。4176。 氣動執(zhí)行器所有出廠的執(zhí)行器都進(jìn)行了嚴(yán)格的測試，保證產(chǎn)品 100%的合格。 角安裝。反之氣源壓力從氣口（ 4）進(jìn)入氣缸兩端氣腔時，使兩活塞向氣缸中間方向移動，中間氣腔的空氣通過氣口（ 2）排出，同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸（齒輪）順時針方向旋轉(zhuǎn)。在氣源壓力經(jīng)過電磁閥換向后，氣缸的兩活塞在彈簧的彈力下向中間方向移動，中間氣腔的空氣從氣口（ 2）排出，同時使兩活塞齒條同步帶動輸出軸（齒輪）順時針方向旋轉(zhuǎn)。 （一）基于單片機(jī)開發(fā)的智能顯示儀控制 智能顯 示儀是用來監(jiān)測閥門工作狀態(tài)，并控制閥門執(zhí)行期工 第 14 頁 共 43 頁 作的儀器，它通過兩路位置傳感器監(jiān)視閥門的工作狀態(tài)，判斷閥門是處于開閥還是關(guān)閥狀態(tài)，通過編程記錄閥門開關(guān)的數(shù)字，并且有兩路與閥門開度對應(yīng)的 4～ 20ma 輸出及兩足常開常閉輸出觸點(diǎn)。根據(jù)系統(tǒng)的要求，可將智能閥門顯示儀從硬件上分為 3部分來設(shè)計：模擬部分、數(shù)字部分、按鍵 /顯示部分。電源部分供給整個電路能量，包括模擬電路、數(shù)字電路和顯示的能源供應(yīng)。模擬量輸入信號通過 a/d 轉(zhuǎn)換變成與閥門開度相對應(yīng)的數(shù)字信號后送給數(shù)字部分的單片機(jī)，在單片機(jī)中對它進(jìn)行濾波處理后就可以輸出了。在本設(shè)計系統(tǒng)中，所有的數(shù)字量數(shù)據(jù)均采用串行的輸入輸出方式，為了節(jié)省芯片資源和空間，輸入的 4～ 20ma 的模擬量在轉(zhuǎn)化 為數(shù)字量時，采用已有的 4 路da芯片與單片機(jī)的系統(tǒng)資源相結(jié)合作 8位的 ad使用。單片機(jī)、掉電保護(hù)、兩路監(jiān)測脈沖輸入信號、兩路常開常閉轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)輸出。 at89c4051 是一款低電壓、高性能的 cmos8 位微控制器，它具有 4k 字節(jié)的可擦除、可重復(fù)編程的只讀閃存。 考慮到在系統(tǒng)掉電或重新啟動時，需 要保持先前在儀表中設(shè)置的一些閥門參數(shù)，而單片機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲器不具備掉電存儲功能，所以在片外擴(kuò)展了一個具有掉電保存功能的芯片 x5045。 x5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。 x5045 的存儲器與 cpu可通過串行通信方式接口。8個字節(jié)來放置數(shù)據(jù)。接地端。單片機(jī)、 4位 led顯示、 3 只狀態(tài)指示燈（自動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)）、 3 只按鍵（ mode/set 鍵、上鍵、下鍵）。顯示儀上設(shè)計有 3只狀態(tài)指示燈用來顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、自動； 3 只按鍵： mode/set鍵、上鍵、下鍵，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作模式和一些參數(shù)的初始化。在實際應(yīng)用中基本實現(xiàn)了預(yù)先要求的各種性能指標(biāo)。 第 17 頁 共 43 頁 硬件組成。 其組成原理為。 plc 的 i/o 模塊分別接入輸入、輸出信號，其中輸入模塊連接到 閥門上的兩個位置傳感器，通過 plc的輸入模塊 id211 的指示燈亮的先后順序來顯示閥門的開關(guān)狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)下，脈沖 a輸入時指示燈 a 亮，脈沖 b 輸入時指示燈 b 亮。輸入順序為 ba 表示關(guān)閥。 通過 plc的輸出模塊 oc225控制兩個繼電器，繼電器具有兩組常開常閉輸出觸點(diǎn)， 1 組為開閥輸出 觸點(diǎn)， 1 組為關(guān)閥輸出觸點(diǎn)。關(guān)閥時，當(dāng)閥門關(guān)到零位且 21s內(nèi)無脈沖輸入時關(guān)閥輸出觸點(diǎn)動作；若 21s內(nèi)有脈沖輸入，則延時 21s關(guān)閥輸出觸點(diǎn)動作。同時接近傳感器把 第 18 頁 共 43 頁 閥門的開關(guān)情況再傳送到 plc 中，并同要求的閥門開度作比較，直到符合要求為止。控制系統(tǒng)具有自動歸零與自動調(diào)滿功能，當(dāng)閥門開度小于歸零范圍值或閥門開度距滿量程小于滿度調(diào)節(jié)范圍值，且時間大于或等于所設(shè)值穩(wěn)定時間值時， plc自動控制閥門進(jìn)行歸零或自動調(diào)滿。 當(dāng)閥門先離開 a 傳感器，后離開 b傳感器時，表示閥門在關(guān)閥。傳感器接收到的是一個脈沖信號，通過位置傳感器的采集信號來記下閥門的開關(guān)狀態(tài)。組態(tài)界面做好后，開閥、關(guān)閥、停止、總開關(guān)等控件的控制和動作可以直接在組態(tài)界面中很直觀形象地進(jìn)行操作。 兩位五通電磁閥通常與雙作用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用，兩位是兩個位置可控：開 關(guān)，五通是有五個通道通氣，其中 1 個與氣源連接，兩個與雙作用氣缸的外部氣室的進(jìn)出氣口連接，兩個與內(nèi)部氣室的進(jìn)出氣口接連，具體的工作原理可參照雙作用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理。 （一）基于單片機(jī)開發(fā)的智能顯示儀控制 智能顯 示儀是用來監(jiān)測閥門工作狀態(tài)，并控制閥門執(zhí)行期工作的儀器，它通過兩路位置傳感器監(jiān)視閥門的工作狀態(tài)，判斷閥門是處于開閥還是關(guān)閥狀態(tài)，通過編程記錄閥門開關(guān)的數(shù)字，并且有兩路與閥門開度對應(yīng)的 4～ 20ma 輸出及兩足常開常閉輸出觸點(diǎn)。根據(jù)系統(tǒng)的要求，可將智能閥門顯示儀從硬件上分為 3部分來設(shè)計：模擬部分、數(shù)字部分、按鍵 /顯示部分。 第 20 頁 共 43 頁 電源部分供給整個電路能量，包括模擬電路、數(shù)字電路和顯示的能源供應(yīng) 。模擬量輸入信號通過 a/d轉(zhuǎn)換變成與閥門開度相對應(yīng)的數(shù)字信號后送給數(shù)字部分的單片機(jī)，在單片機(jī)中對它進(jìn)行濾波處理后就可以輸出了。在本設(shè)計系統(tǒng)中，所有的數(shù)字量數(shù)據(jù)均采用串行的輸入輸出方式，為了節(jié)省芯片資源和空間，輸入的 4～ 20ma的 模擬量在轉(zhuǎn)化為數(shù)字量時，采用已有的 4 路 da 芯片與單片機(jī)的系統(tǒng)資源相結(jié)合作 8位的 ad使用。單片機(jī)、掉電保護(hù)、兩路監(jiān)測脈沖輸入信號、兩路常開常閉轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)輸出。 at89c4051 是一款低電壓、高性能的 cmos8 位微控制器，它具有 4k 字節(jié)的可擦除、可重復(fù)編程的只讀閃存。 考慮到在系統(tǒng)掉電或重 新啟動時，需要保持先前在儀表中設(shè)置的一些閥門參數(shù)，而單片機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲器不具備掉電存儲功 第 21 頁 共 43 頁 能，所以在片外擴(kuò)展了一個具有掉電保存功能的芯片 x5045。x5045提供了三個時間值供用戶選擇使用。 x5045的存儲器與 cpu 可通過串行通信方式接口。8 個字節(jié)來放置數(shù)據(jù)。接地端。用來連接電磁閥，通過控制 第 22 頁 共 43 頁 電磁閥的吸合來控制氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)作相應(yīng)的開閥或關(guān)閥動作。 顯示部分采用 at89c4051 單片機(jī)，用來控制 4 位 led 顯示，且同數(shù)字部分的單片機(jī)進(jìn)行通訊，還要對控制儀的模式做相應(yīng)的選擇和控制。這 3 部分通過接口連接，構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)，可以對一些類似氣動馬達(dá)等的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。 （二）利用 plc來控制的系統(tǒng) plc 在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，由于本方案是在omron的 plc上面作的開發(fā)，所以以 omron的 plc 來作介紹。 1臺計算機(jī)， 1套 plc（包括 cpu， i/o模塊， id212，oc224， ad003 模 塊）， 2 個繼電器， 2 個電磁閥， 1個氣動閥門執(zhí)行器。由 pc機(jī)通過 rs232 串口通訊連接 omron的plc，對 plc 進(jìn)行編程和監(jiān)控。輸入模塊接收兩路閥門檢測脈沖輸入，即脈沖 a與脈沖 b。輸入順序為 ab，表示開閥。閥門檢測脈沖 a 和 b 信號必須部分疊加， 否則不能正常檢測閥門開度。開閥時，當(dāng)閥門開度大于或等于所設(shè)閥門限位值時開閥輸出觸點(diǎn)動作，閥門開度小于所設(shè)閥門限位值時開閥輸出觸點(diǎn)動作，發(fā)明開度小于所設(shè)閥門限位值時開閥輸出觸點(diǎn)復(fù)位。通過繼電器的吸合來控制兩個電磁閥的開關(guān)，電磁閥打開后，便可以控制氣動閥門執(zhí)行器使得閥門做 相應(yīng)的開閥或關(guān)閥動作。 自動歸零與自動調(diào)滿。 第 24 頁 共 43 頁 在實驗中，由閥門上的位置傳感器計算閥門的開度。當(dāng)閥門先離開 b 傳感器，后離開 a傳感器時，表示閥門在開閥。 在上位機(jī)中用編程軟件 cxprogrammer 編寫梯形圖，然后把梯形圖下載到 plc 中運(yùn)行，在上位機(jī)的組態(tài)軟件中進(jìn)行控制和監(jiān)控，閥門開關(guān)量的多少可由組態(tài)軟件界面輸入的圈數(shù)值確定。 氣動閥門執(zhí)行器工作原理 利用壓縮空氣推動執(zhí)行器內(nèi)多組組合氣動活塞運(yùn)動，傳力給橫梁和內(nèi)曲線軌道的特性，帶動空芯主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，壓縮空氣氣盤輸 至各缸，改變進(jìn)出氣位置以改變主軸旋轉(zhuǎn)方向，根據(jù)負(fù)載（閥門）所需旋轉(zhuǎn)扭矩的要求，可調(diào)整氣缸組合數(shù)目，帶動負(fù)載（閥門）工作。氣動閥門執(zhí)行器的控制方式及工作原理 第 25 頁 共 43 頁 氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu) 在實際工業(yè)生常和工業(yè)控制中，用來控制氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方法也很多，常用的有 以下幾種。通過這些輸出信號，控制閥門的開關(guān)動作。 模擬電路部分主要包括電源、模擬量輸入電路、模擬量輸出電路三部分。為了實現(xiàn)閥門開讀的遠(yuǎn)程控制，需要將閥門的開度信息傳送給其他的控制儀表，同時控制儀表能從遠(yuǎn)方制定閥門為某一開度，系統(tǒng)需要 1 路 4～ 20ma 的模擬量輸入信號和 1～ 2路 4～ 20ma的模擬量輸出信號。閥門的開度信息通過d/a轉(zhuǎn)換后變成模擬信號輸出，用來接顯示儀顯示閥門開度或連 第 26 頁 共 43 頁 接其他的控制設(shè)備。 數(shù)字電路部分主要包括。 在設(shè)計方案中選用目前普遍使用的 51 系列單片機(jī)at89c4051。通過在單芯片內(nèi)復(fù)合一個多功能的 8位 cpu閃存，在性能、指令設(shè) 定和引腳上與 80c51 和 80c52 完全兼容。x5045是一種集看門狗、電源監(jiān)控和串行 eeprom3 種功能于一身的可編程電路，這種組合設(shè)計可以減少電路對電路板空間的需求，x5045中的看門狗為系統(tǒng)提供了保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)送故障而超過設(shè)定時間時，電路中的看門狗將通過 reset 信號向 cpu 作反應(yīng)。它所 具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的影響，當(dāng)電源電壓降到允許范圍以下時，系統(tǒng)將復(fù)位，直到電源電壓返回到穩(wěn)定值為止。共 4069 位，可以按512179。 x5045的管腳排列，它共有 8個引腳，各個引腳的功能如下： cs：電路選擇端，低電平有效； so：串行數(shù)據(jù)輸出端； si：串