气动技术与智能气动元件
气动技术在机械装备和工业自动化中的应用十分广泛,如:在汽车制造业、轨道车辆、筑路机械、混凝土行业、采矿、冶金、化工、石化、农业机械、橡胶轮胎、电子半导体、粮食、药品、食品包装、奶制品制造和包装、烟草业、印刷业、印染、油墨、纺织、制鞋、木材加工、玻璃制品、塑料制品、化妆品、电视机、显像管、洗衣机等工业领域。近期气动技术在电子行业、太阳能制造业、生物医药技术、生命科学、农业、以至日常生活如游乐园等方面,几乎各个领域都能看到气动技术应用的足迹。气动产业是装备制造业、工业自动化的基础性产业,更是核心技术之一。衡量一个国家的工业化先进与否,就是看它的自动化程度,看它的自动化控制的综合能力。气动技术经过20多年不断创新,已经从自动化控制的配件角色转化为主宰自动化控制领域的主导技术力量,几乎所有工业自动化流程的第一步设计方案都从气动技术开始的。
智能气动元件是指具有集成微处理器,并具有处理指令和程序功能的元件或单元。最典型的智能气动元件是内置可编程控制器的阀岛,阀岛可用常规的电子方式或总线方式来控制。总线技术已经引起气动技术的巨大革新,这方而的发展刚刚开始。如果微处理器成功地集成于气缸或阀这些单个元件中,气动的小型化、模块化、集成化、智能化就可得到更大发展。现在已经实现了将装有特殊软件的高性能微处理器集成到控制阀的磁头中,并与执行机构的气动控制组合起来。
在智能化的背景下,气动产品有一系列创新,如:带分散与集中的控制并具诊断功能的模块化阀岛,气动压力比例阀,气动流量伺服阀,2ms高速开关阀,“压电芯片技术”制造的微型电磁阀或气动比例抓手,气动人工肌肉,带导轨的模块化导向系统装置,适合于生物、医药、医疗卫生、食品的气动元件等。
在智能化的背景下,气动技术会增强控制/诊断/状态监测功能,十分强调具有通信/诊断功能的统一接口界面,确保各种技术能无缝组合,特别体现在模块化气驱动/电驱动的现场总线接口界面。因此在产品开发中会突出这一概念。例如,德国Festo公司的CPX电气终端+阀岛的控制系统通过互联网及现场总线,可实行远程现场级的点对点控制,对每个CPX电气终端+阀岛可实施512个I/O点控制(包括模拟量信号0V~10V、4mA~20 mA),在控制故障能力方面,己经实行在线过程控制及故障诊断的可视化。关于“故障诊断”、“生产实时查询”的可视化有多种形式,不仅在现场可通过阀岛上指示灯直观发现故障,也可通过视屏随时监测故障点及实时生产状态,使远程的可视化成为一种常态行为。
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