KOGANEI电磁阀动作寿命试验系统设计

KOGANEI电磁阀动作寿命试验系统设计

KOGANEI电磁阀动作寿命试验主要用于评估其工作可靠性及寿命，为进一步改进电磁阀设计、提高其性能提供依据，由于电磁阀动作寿命试验周期长、强度高，其试验系统须具有自动化程度高、可靠性好的特点。基于可编程控制器( PLC) 这一自动控制装置，本设计实现了一套高效能的电磁阀动作寿命试验系统，该系统能实现对电磁阀驱动电压\ 电流信号占空比等被控参数的快速精确控制，具有自动化程度高、可靠性好和操作方便的特点。

KOGANEI电磁阀动作寿命试验的研究，根据试验用电磁阀的工作条件及测试要求，建立系统流体回路如图1 所示( 测试流体为空气，被测电磁阀数目定为5 个) 。

KOGANEI电磁阀动作寿命试验系统设计-试验系统流路

KOGANEI电磁阀入口气压可以在0 ～0.8MPa 内可调，为此采用空气压缩机配储气瓶方式为试验系统供气，空气压缩机将空气压缩到气瓶中并维持气瓶中压力为1MPa，即，如气瓶中压力达到1MPa，压缩机自动停止工作，反之，若气瓶中压力小于1MPa，则压缩机自动投入工作。气瓶出口端依次接有压力表、过滤器、调压阀( 自身带压力表) ，通过调节调压阀调节气瓶出口压力，即保证被测电磁阀入口气压达到测试要求并一直保持，此后通过PLC 控制使被测阀在额定驱动电信号作用下逐一开关动作并连续循环，直至达到设定动作次数才停止动作( 随后对被测电磁阀密闭性等工作性能进行检测) ，实现动作寿命试验。

系统中选用高输出压力、高效率的且具有根据压力变化自动停止或运行功能的静音无油空气压缩机，以满足试验的压力要求; 管路的连接，包括与被测阀的连接，均采用快换接头与工程塑料软管插接配合方式，不但耐压性能满足要求，且便于安装和拆卸; 为保证流体的清洁度，不致对被测阀产生影响，管路入口端加装精密空气干燥净化过滤器; 空气压缩机电机的起停控制及被测电磁阀的驱动控制由PLC 控制实现( 注: 当PLC 起动空气压缩机电机时，实质是使空气压缩机电机电路外部控制端接通，此后由空气压缩机内部装置根据出口压力情况决定电机是否工作; 当PLC 停止空气压缩机电机工作时，实质是使空气压缩机电机电路外部控制端断开，使空气压缩机电机失去工作的可能) ，为方便监控操作，将PLC 与一计算机(PC) 连接形成上下位机控制方式。

输入信号包括空气压缩机电机起动停止控制信号、过载保护信号、被测电磁阀的起动停止控制信号等，考虑到可以通过编程实现单按钮起停控制，及将相关保护信号串联输入，由此减少输入点数提高经济性，综上可以判定PLC 开关量输入点数不能少于3 个。试验系统内需PLC 控制的对象有空气压缩机电机1 个、被测阀5 个，可确定PLC 开关量输出点数不能少于6 个。

因试验中被测KOGANEI电磁阀须被长期连续驱动，故要求控制用PLC 输出部件工作寿命要长，不适合采用寿命较短的继电器输出型，而晶体管输出型可靠性高，反应速度快，不受动作次数的限制，故选择晶体管输出型[6]。根据以上系统要求，综合性价比等因素考虑，最终选用欧姆龙PLC 产品ZEN 系列中的10C1DT -D -V2 ( CPU 单元) 及8E1DT( 扩展I /O 单元) ，该机型组合具有10 个开关量输入端子、8 个开关量输出端子( 均为晶体管输出型) ，程序存储器容量大小适合，系统要求。

输入输出接线

根据试验系统要求，设计KOGANEI电磁阀输入及输出驱动电路如图2 所示。输入包括空气压缩机电机起停控制按钮SB1、被测电磁阀起停控制按钮SB2 及一路保护信号输入( 为空气压缩机电机热继电器的常闭触点) ，输出驱动了6 个固态继电器( SSR) ，其中1 个SSR 控制空气压缩机电机，其他5 个SSR 控制被测电磁阀。

电磁阀常见零件包括线圈、铁芯、弹簧、阀体和密封圈等，它们分别起到控制电磁阀开关状态和介质流通的作用。

一、线圈

线圈是KOGANEI电磁阀中最重要的控制元件之一，直接控制电磁铁的开合状态。线圈通电时，会产生磁场吸引铁芯向上运动，从而控制阀门的开启和关闭。

二、铁芯

铁芯是电磁阀中用来传递磁力的部分，通常由铁制材料制成。铁芯在线圈通电时会被吸引向上，推动阀门打开或关闭。

三、弹簧

弹簧位于阀体和铁芯之间，起到控制铁芯位置的作用。在线圈不通电时，弹簧会将铁芯向下拉动，使阀门关闭。

四、阀体

阀体是整个KOGANEI电磁阀的主要部件，负责控制介质的流通。阀体通常由金属或塑料材料制成，具有耐酸碱腐蚀、耐压等特点。

五、密封圈

KOGANEI电磁阀密封圈是阀体和阀芯之间的重要部分，起到防止介质泄漏的作用。密封圈通常由橡胶或其他高弹性材料制成，能够快速恢复原状，保证阀门的密封性能。

以上就是电磁阀常见的零件名称和作用，当然在实际使用中，KOGANEI电磁阀还有其他不同的零件组成，实现不同的功能，如电磁铁、杠杆、导向件等。电磁阀具有结构精密，操作、耐用可靠的优点，被广泛应用于自动化控制中。