Клапанные клеммы против коллекторов: ключевые различия, которые должны знать инженеры.

A Клапанный терминал — это эволюция клапанного коллектора . Клапанные коллекторы по-прежнему используются в современных промышленных приложениях, но их назначение изменилось: из центра управления они превратились в надежное устройство распределения жидкости для больших объемов потока и механической изоляции. В сравнении с ними клапанные терминалы — это устройства управления, которые эволюционировали от аналоговых к цифровым. Благодаря интеграции бортовой электроники с механическими коллекторами, клапанные терминалы оптимизируют габариты системы, обеспечивают энергоэффективность и снижают затраты на протяжении всего жизненного цикла.

В этой статье будут рассмотрены ключевые различия между двумя основными компонентами любой пневматической сети. Она предоставит ценные сведения для профессиональных инженеров. В конце вы получите четкое представление о том, где и когда следует использовать клапанные терминалы и коллекторы соответственно в вашем приложении.

Что такое клапанные клеммы в пневматических системах?

Определение

Клапанные терминалы представляют собой централизованный узел управления, который разрешает или блокирует поток жидкости. Это достигается путем подачи необходимой скорости потока на их порты с помощью цифровых сигналов от вычислительного устройства. Они являются основой современных промышленных пневматических систем.

Части клеммы клапана

• Интерфейс полевой шины: преобразует сетевую информацию в команды для клапанов.

• Блок электрических соединений: точка ввода силовых и коммуникационных кабелей.

• Встроенный контроллер: Для автономного управления некоторые клеммы клапанов оснащены ПЛК.

• Многоконтактное подключение: Альтернативный способ подключения к полевой шине.

• Коллекторный блок: Механическая основа, в которой размещаются все порты и каналы.

• Электромагнитные клапаны: электромагнитные устройства, управляющие потоком воздуха.

• Подача пилотного воздуха: помогает электромагнитному клапану в случае очень высокого или низкого давления ниже по потоку.

• Ручное управление: Механическая кнопка/переключатель для отключения питания.

• Датчики: Приборы для контроля давления, расхода и уровня вакуума.

• Выпускные патрубки: Вентиляционные отверстия обычно оснащаются глушителями для снижения уровня шума.

• Светодиодные индикаторы состояния: диагностические индикаторы, показывающие наличие питания, состояние связи и работоспособность устройства.

• Заглушки: Крышки для неиспользуемых позиций клапанов.

Типы клемм клапанов

Клеммы клапанов бывают разных форм, характеристик и конфигураций управления. Их можно разделить на три основные категории:

• Способы связи: многополюсная связь, полевая шина, связь ввода-вывода и интегрированное управление.

• По физической конфигурации: модульная и компактная.

• По функциональности: 5/2, 3/2 и 5/3-позиционные или комбинированные.

Что такое коллектор в пневматических системах?

Определение

Это клапанный интерфейс и механическое устройство, которое направляет воздух или жидкость через свой металлический корпус. Внутри коллектора имеются обработанные каналы. Он выдерживает давление до 6000 фунтов на квадратный дюйм и ценится за свою компактную конструкцию по сравнению с трубопроводной сетью.

Детали клапанного коллектора

• Коллекторный блок: это металлический блок, содержащий сеть распределения жидкости.

• Общий входной патрубок: точка ввода для подачи сжатого воздуха или жидкости.

• Рабочие порты: точки для подключения исполнительных механизмов и цилиндров.

• Выпускные патрубки: Выходы, через которые отработанный воздух или жидкость отводятся обратно в резервуар или в атмосферу.

• Отдельные монтажные поверхности для клапанов: Место для установки отдельного клапана.

• Внутренние каналы: туннели внутри коллекторного блока для отвода жидкости.

• Тяги или крепежные болты: Несущий стержень, который скрепляет части коллектора.

• Торцевые пластины: металлические заглушки, герметизирующие торцы внутренних галерей.

• Уплотнения и кольца: эластомерные кольца, предотвращающие утечку воздуха под высоким давлением.

• Монтажные отверстия: точки крепления коллекторов к раме.

Типы клапанных коллекторов

Типы клапанных коллекторов различаются по количеству клапанов, которые они могут поддерживать. Рассмотрим каждый тип:

• 2-клапанный: Используется для прочистки и удаления воздуха из системы.

• Трехклапанная система: два клапана используются для перекрытия, а один — для выравнивания давления. Они идеально подходят для создания перепада давления и защиты от одностороннего избыточного давления во время запуска.

• 5-клапанный: Для комплексных установок, включающих вентиляционные клапаны для калибровки или технического обслуживания.

Как работают клапанные клеммы и коллекторы?

Чтобы понять, как работают клапанный терминал и коллектор, необходимо разобраться в их совместной роли в пневматических системах. Весь рабочий механизм этих компонентов можно разделить на две основные части: электронную часть управления и пневматическую часть исполнения.

Электронный управляющий слой

Центр управления клапанным терминалом принимает сигналы от ПЛК, используя протокол связи, который может быть Profinet или EtherNet/IP. По одному кабелю эти мультиплексированные сигналы передаются от вычислительного устройства к клапанному терминалу. Порт Ethernet на клапанном терминале принимает сигнал и активирует внутреннюю шину для открытия или закрытия электромагнитного клапана. Активация электромагнитного клапана позволяет пропустить управляющий воздух для перемещения больших внутренних золотников, запуская поток воздуха высокого давления.

Пневматический исполнительный слой

После того как электромагнитное устройство поднимает золотник с помощью управляющего воздуха, физические компоненты обеспечивают подачу воздуха в заданную точку. Пневматический коллекторный узел безопасно распределяет воздух высокого давления. Он направляет сжатый воздух от общего входного отверстия через внутренние каналы к заданным выходным отверстиям.

Он может иметь конфигурацию золотника 2/2, 3/2, 5/2 или любую другую. Коллектор обеспечивает подачу воздуха в требуемом объеме и под давлением к исполнительному механизму. Наконец, воздух выходит из коллектора и поступает в исполнительный механизм, которым может быть пневматический клапан, роботизированная рука или цилиндр. Для следующего цикла коллектор также имеет цикл выпуска воздуха со встроенными глушителями, чтобы подготовить систему к следующему циклу.

Основные функциональные различия между клапанными клеммами и коллекторами.

Чтобы понять основное функциональное различие, мы можем представить их характеристики/особенности в табличной форме:

Основные преимущества клапанных клемм и пневматических коллекторов

Клеммы клапанов

• Простая установка: вместо прокладки отдельных трубок подачи сжатого воздуха или силовых проводов для каждого клапана, эти клеммы объединяют их в группы. Это уменьшает количество проводов и занимает меньше места.

• Компактные размеры: Вместо установки вплотную друг к другу на DIN-рейке, современные клеммы для клапанов предназначены для последовательного монтажа. Это позволяет обеспечить высокую плотность ввода/вывода в компактном пространстве.

• Скорость и энергоэффективность: размещение клеммы клапана непосредственно рядом с физическим приводом сокращает время, необходимое для продувки, повышает скорость цикла работы машины на 30% и снижает потери энергии на 50%.

• Интеллектуальная диагностика: Современные клеммы клапанов оснащены диагностическим инструментом, указывающим, у какого клапана оборван провод или произошло падение давления. Это сокращает время поиска и устранения неисправностей и технического обслуживания.

• Универсальность в условиях окружающей среды: Благодаря таким характеристикам, как высокий класс защиты IP67 и сверхвысокая степень дезинфекции VDI 2083 для производства полупроводников в чистых помещениях, клеммы для клапанов обладают высокой адаптивностью.

Пневматические коллекторы

• Предотвращение утечек и соответствие нормативным требованиям: Использование трубопроводов для обеспечения доступа к жидкости приводит к увеличению количества соединений и повышению вероятности утечек. Коллекторы уменьшают количество соединений. Это крайне важно для соблюдения строгих экологических стандартов выбросов, таких как API 624.

• Самоочистка: Трубопроводы, ведущие к приборам, могут засоряться. В этих коллекторах имеются встроенные продувочные блоки с фильтрами, которые очищают трубопроводы, обеспечивая надлежащий поток.

• Калибровка: Главное преимущество клапанного коллектора заключается в возможности использования 2-, 3- или 5-клапанных конфигураций для изоляции прибора, сброса избыточного давления и калибровки манометра без остановки основной технологической линии.

• Экстремальные условия эксплуатации: В них используются графитовые уплотнения, позволяющие им работать при непрерывных температурах до 1000 °C.

Когда следует указывать клеммы клапанов вместо коллекторов.

Чтобы полностью понять, когда стоит инвестировать в клапанный терминал вместо коллектора, необходимо глубоко изучить системные требования, которые обусловливают необходимость его использования. Вот сценарии применения:

Когда приложение требует скорости и интеллекта

Если ваша система требует быстрых движений и резких изменений положения, например, захвата, вращения и освобождения роботизированной рукой, то клапанный терминал — это оптимальное решение. Установка клапанных терминалов рядом с приводами обеспечивает меньшую длину трубок, что существенно сокращает время цикла и улучшает время отклика. В сложных машинах, таких как роботы, может быть множество датчиков и концевых выключателей. Клапанные терминалы собирают данные и передают их на главный компьютер по одному кабелю. Это избавляет от необходимости прокладывать сотни проводов.

Когда системе необходимо адаптироваться и выжить

Для обеспечения надежности в будущем идеально подходят модульные клапанные терминалы. Если вы планируете добавлять клапаны каждый год или месяц, вы можете просто защелкнуть новые клапанные секции на существующий блок. Клапанные терминалы также оснащены внутренней системой диагностики, которая оповещает операторов о падении давления, указывая на утечки. Кроме того, они достаточно прочны, чтобы выдерживать влажные и пыльные условия без поломок.

Заключение

Можно сделать вывод, что клапанные терминалы — это динамические устройства, подходящие для автоматизированных пневматических систем. Коллекторы — это статические устройства, отличающиеся прочностью благодаря своей статичной природе, но не имеющие встроенной электроники. Оба типа устройств используются для подачи сжатого воздуха высокого давления к нижестоящим устройствам. Клапанные терминалы предназначены для управления, тогда как коллекторы — для распределения больших объемов жидкости и точной механической изоляции. Как профессиональный инженер, оцените масштабируемость, стоимость жизненного цикла и протоколы связи. Проанализируйте требования к вашей системе и выберите один из вариантов.

Приобретайте высококачественные клапанные клеммы и коллекторы от Titan Automation.

Если вам нужны клапанные терминалы для вашей системы, обратитесь к Titan Automation в качестве поставщика. Компания Titan Automation, расположенная в Нинбо, Китай, имеет более чем 26-летний опыт работы в сфере промышленной автоматизации в качестве OEM-производителя. Они предлагают модульные клапанные терминалы с опциями IO-Link и полевой шины. Ознакомьтесь с их обширной линейкой продукции и индивидуальными решениями для улучшения ваших пневматических систем.

Посетите сайт Titan Automation по адресу https://www.titan-automation.com/valve-terminal.html .

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем основное различие в применении между клеммами клапанов и коллекторами?

Клапанные терминалы — это динамические устройства, идеально подходящие для автоматизации подачи сжатого воздуха. В отличие от них, коллекторы представляют собой статические, надежные устройства распределения сжатого воздуха, обеспечивающие возможности изоляции и калибровки приборов в технологических процессах.

Вопрос 2: Могут ли клеммы для клапанов работать с различными типами клапанов в одном устройстве?

Да, они поддерживают комбинированные 3/2-ходовые, 5/2-ходовые и 5/3-ходовые клапаны для универсальных функций, таких как управление цилиндрами одностороннего или двустороннего действия. Для расширенных функций защиты от сбоев 5/3-ходовой клапан обеспечивает фиксацию в среднем положении.

Вопрос 3: Как коллекторы снижают затраты на монтаж?

Коллекторы — это статические механические устройства, обеспечивающие безопасное распределение жидкости. Они объединяют клапаны в единый блок. В результате сокращается количество трубопроводов и соединений. Затраты на рабочую силу и материалы снижаются до 50%.