Ventilterminaler kontra grenrör: Viktiga skillnader som ingenjörer måste känna till

A En ventilterminal är en utveckling av ventilgrenröret . Ventilgrenrör används fortfarande i moderna industriella applikationer, men syftet har skiftat från att vara en styrcentral till att bli en pålitlig vätskedistributionsenhet för högvolymflöde och mekanisk isolering. I jämförelse är ventilterminaler styrenheter som har utvecklats från analog till digital. Genom att integrera inbyggd elektronik med mekaniska grenrör optimerar ventilterminaler systemets fotavtryck, ger energieffektivitet och minskar livscykelkostnaden.

Den här artikeln kommer att utforska de viktigaste skillnaderna mellan de två väsentliga komponenterna i alla pneumatiska nätverk. Den kommer att ge viktiga insikter som är värdefulla för professionella ingenjörer. I slutändan kommer du att ha en klar uppfattning om var och när du ska använda ventilterminaler respektive grenrör i din applikation.

Vad är ventilterminaler i pneumatiska system?

Definition

Ventilterminaler är centraliserade styrenheter som tillåter eller blockerar vätskeflödet. De gör det genom att ge önskad hastighet till sina portar med hjälp av digitala signaler från en datorenhet. De är ryggraden i moderna industriella pneumatiska system.

Delar av ventilterminalen

• Fältbussgränssnitt: Omvandlar nätverksinformation till ventilkommandon.

• Elanslutningsblock: Ingångspunkt för ström- och kommunikationskablar.

• Inbyggd styrenhet: För fristående styrning har vissa ventilterminaler PLC:er.

• Flerpolig anslutning: Alternativ anslutning till fältbussen.

• Grenrörsblock: Mekaniskt fundament som inrymmer alla portar och kanaler.

• Magnetventiler: elektromagnetiska anordningar som styr luftflödet.

• Pilotlufttillförsel: Assisterar solenoiden vid mycket högt eller lågt tryck nedströms.

• Manuella överstyrningar: Mekanisk knapp/brytare för att utlösa strömavbrott.

• Sensorer: Instrument för att övervaka tryck, flödeshastigheter och vakuumnivåer.

• Avgasportar: Ventilationspunkter är vanligtvis försedda med ljuddämpare för att minska bullret.

• LED-statusindikatorer: Diagnostiklampor som visar ström, kommunikation och aktivering.

• Blindplattor: Täcker över oanvända ventilpositioner.

Typer av ventilterminaler

Ventilterminaler finns i olika former, funktioner och styrkonfigurationer. Vi kan dela in dem i tre huvudkategorier:

• Via kommunikation: Multipol, fältbuss, IO-länk och integrerad styrning

• Efter fysisk konfiguration: Modulär och kompakt

• Efter funktionalitet: 5/2, 3/2 och 5/3-vägs eller blandat

Vad är ett grenrör i pneumatiska system?

Definition

Det är ett ventilgränssnitt och en mekanisk anordning som leder luft eller vätska genom dess metallhölje. Det finns interna passager som är frästa in i grenröret. Den kan hantera ett tryck på 6 000 psig och är uppskattad för sin platsbesparande design i jämförelse med ett rörnätverk.

Delar av ventilgrenröret

• Grenrörsblock: Det är metallblocket som innehåller vätskedistributionsnätet.

• Gemensam inloppsport: Ingångspunkt för tryckluft eller vätsketillförsel.

• Arbetsportar: Punkter för anslutning av ställdon och cylindrar.

• Avgasportar: Utlopp som ventilerar tillbaka den förbrukade luften eller vätskan till reservoaren eller atmosfären.

• Individuella ventilmonteringsytor: Fristående ventilmonteringsplats.

• Interna gallerier: Tunnlar inuti grenrörsblocket för att leda vätska.

• Dragstänger eller monteringsbultar: En spänd stång som håller ihop grenrörsskivorna.

• Ändplattor: Metallkåpor som tätar änden av inre gallerier.

• Tätningar och O-ringar: Elastomera ringar som hindrar högtrycksluften från att läcka.

• Monteringshål: Punkter för att fästa grenrör på en ram.

Typer av ventilgrenrör

Typerna av ventilgrenrör baseras på antalet ventiler de kan stödja. Låt oss undersöka varje typ:

• 2-ventil: Används för grundläggande blockerings- och luftningsvätska för systemet.

• 3-ventiler: Två ventiler används för blockering och en för utjämning. Dessa är idealiska för differenstrycksapplikationer för att skydda mot ensidig övertrycksbildning under uppstart.

• 5-ventil: För omfattande inställningar som inkluderar avluftningsventiler för kalibrering eller underhållsaktiviteter.

Hur fungerar ventilterminaler och grenrör?

För att förstå hur en ventilterminal och ett grenrör fungerar behöver vi förstå hur de tillsammans spelar en roll i pneumatiska system. Vi kan dela upp hela arbetsmekanismen för dessa komponenter i två huvuddelar: den elektroniska styrdelen och den pneumatiska utförandedelen.

Elektroniskt kontrolllager

Ventilterminalens styrcentral tar emot signaler från en PLC med hjälp av ett kommunikationsprotokoll, som kan vara Profinet eller EtherNet/IP. Det som händer är att en enda kabel överför dessa multiplexerade signaler från en datorenhet och tar dem till ventilterminalen. En Ethernet-port på ventilterminalen tar emot signalen och aktiverar den interna bussen för att öppna eller stänga en magnetventil. Magnetventilens aktivering gör att pilotluft kan passera igenom för att flytta stora interna slider, vilket startar högtrycksluftflödet.

Pneumatiskt utförandelager

När den elektromagnetiska enheten lyfter spolen via pilotluften, säkerställer de fysiska komponenterna att luften når den angivna punkten. Den pneumatiska grenrörsbasen distribuerar högtrycksluften säkert. Den leder tryckluften från det gemensamma inloppet genom interna kanaler till de angivna utloppsportarna.

Den kan ha 2/2, 3/2, 5/2 eller andra slidkonfigurationer. Grenröret säkerställer att luften levereras med önskad volym och tryck till ställdonet. Slutligen lämnar luften grenröret och går in i ställdonet, vilket kan vara en pneumatisk ventil, robotarm eller cylinder. För nästa cykel har grenröret också en avgascykel med integrerade ljuddämpare för att göra systemet redo för nästa cykel.

Kärnfunktionella skillnader mellan ventilterminaler och grenrör

För att förstå den centrala funktionella skillnaden kan vi jämföra deras specifikationer/funktioner i tabellform:

Viktiga fördelar med ventilterminaler och pneumatiska grenrör

Ventilterminaler

• Enkel installation: Istället för att dra individuella tryckluftsslangar eller strömkablar för varje enskild ventil, grupperar dessa terminaler dem. Det minskar kabeldragning och fysiskt utrymmesbehov.

• Mindre utrymmesbehov: Istället för att installera dem sida vid sida på en DIN-skena är moderna ventilterminaler konstruerade för seriell stapling. Det möjliggör hög I/O-densitet i ett kompakt utrymme.

• Hastighet och energieffektivitet: Genom att placera ventilterminalen direkt nära det fysiska ställdonet minskar spolningstiden, vilket ökar maskinens cykelhastighet med 30 % och minskar energiförlusten med 50 %.

• Smart diagnostik: Moderna ventilterminaler levereras med ett diagnostikverktyg som indikerar vilken ventil som har en trasig kabel eller ett tryckfall. Detta minskar tiden för felsökning och underhåll.

• Miljömässig mångsidighet: Med funktioner som robust IP67-klassning och hypersanitiserad VDI 2083 för halvledartillverkning i renrum är ventilterminalerna mycket anpassningsbara.

Pneumatiska grenrör

• Läckageförebyggande och efterlevnad: Att använda rörledningar för att skapa en väg till vätskan leder till fler anslutningar och en högre risk för läckage. Grenrör minskar antalet anslutningar. Detta är avgörande för att uppfylla strikta miljöutsläppsstandarder, som API 624.

• Självrengöring: Ledningarna som leder till instrumenten kan täppas till. Dessa grenrör har integrerade rensblock med filter som rengör ledningarna för att säkerställa korrekt flöde.

• Kalibrering: Den största fördelen med ventilgrenröret är att kunna använda 2-, 3- eller 5-ventilsuppsättningar för att isolera ett instrument, avlufta det instängda trycket och kalibrera mätaren utan att stänga av huvudprocesslinjen.

• Extrema förhållanden: Dessa använder grafittätningar, vilket gör att de kan arbeta vid kontinuerliga temperaturer på upp till 1000 C.

När man ska specificera ventilterminaler istället för grenrör

För att fullt ut förstå när det är bäst att investera i en ventilterminal istället för ett grenrör, behöver vi fördjupa oss i de systemkrav som kräver dess användning. Här är användningsscenarierna:

När applikationen kräver hastighet och intelligens

Om ditt system kräver snabba rörelser och snabba positionsändringar, som en robotarm som griper tag i, roterar och släpper, då är ventilterminalen rätt väg att gå. Installation av ventilterminaler nära ställdonen säkerställer kortare rörlängd, vilket i huvudsak minskar cykeltiden och förbättrar svarstiden. En sofistikerad maskin som en robot kan ha massor av sensorer och gränslägesbrytare. Ventilterminaler samlar in data och skickar tillbaka den till huvuddatorn med en enda kabel. Det eliminerar behovet av att dra hundratals kablar.

När systemet behöver anpassa sig och överleva

För framtidssäkring är modulära ventilterminaler idealiska. Om du ska lägga till fler ventiler varje år eller månad kan du helt enkelt fästa nya ventilskivor på det befintliga blocket. Ventilterminalerna levereras också med intern diagnostik som varnar operatörerna för tryckfall och indikerar läckage. Dessutom är de tillräckligt robusta för att klara våta och dammiga förhållanden utan att haverera.

Slutsats

Vi kan dra slutsatsen att ventilterminaler är dynamiska enheter och lämpliga för ett automatiserat pneumatiskt system. Grenrör är statiska enheter som är robusta på grund av sin statiska natur, men saknar integration av elektronik. Båda används för att leda högtryckstryckluft till nedströms enheter. Ventilterminaler är för styrning, medan grenrör är för distribution av stora volymer vätskor och exakt mekanisk isolering. Som professionell ingenjör, utvärdera skalbarhet, livscykelkostnader och kommunikationsprotokoll. Analysera dina systemkrav och välj något av alternativen.

Få högkvalitativa ventilterminaler och grenrör från Titan Automation

Om du väljer ventilterminaler för din installation, överväg då Titan Automation som din leverantör. Titan Automation, baserat i Ningbo, Kina, har över 26 års OEM-erfarenhet inom industriell automation. De erbjuder modulära ventilterminaler med IO-Link och fältbussalternativ. Utforska deras omfattande produktsortiment och anpassade lösningar för att förbättra dina pneumatiska system.

Besök Titan Automation på https://www.titan-automation.com/valve-terminal.html .

Vanliga frågor

F1: Vad är den största skillnaden i tillämpning mellan ventilterminaler och grenrör?

Ventilterminaler är dynamiska enheter som är idealiska för automatisering av tryckluftsförsörjning. I jämförelse är grenrör statiska, robusta tryckluftsdistributionsenheter som erbjuder isolerings- och kalibreringsalternativ för instrument vid processmätning.

F2: Kan ventilterminaler hantera olika ventiltyper i en enhet?

Ja, de stöder blandade 3/2-vägs-, 5/2-vägs- och 5/3-vägsventiler för mångsidiga funktioner som enkel- eller dubbelverkande cylinderstyrning. För avancerade felsäkra funktioner erbjuder 5/3-vägs låsning i ett mittläge.

F3: Hur minskar grenrör installationskostnaderna?

Grenrör är statiska mekaniska anordningar som säkerställer distribution av vätska. De integrerar ventiler i ett enda block. Resultatet är en minskning av rörledningar och anslutningar. Både arbets- och materialkostnader minskas med upp till 50 %.