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【摘 要】本文探讨了电磁阀系统的设计有关知识，及其在现在工业化领域的发展，阐述了电磁阀耐久试验系统自动化技术的设计策略。
【关键词】电磁阀 系统 PLC 设计
一、前言
电磁阀是我们所熟知的一种自动化仪表执行器，作为与企业安全生产直接相关的重要工业产品，在众多领域有着不可或缺举足轻重的地位。由于电磁阀结构简单，使用安全，工作可靠，功率微小，成批产品的性能一致性好，在国外已被广泛地应用于汽车、工程机械、农业机械等许多方面。
二、电磁阀控制的相关知识
（一）电磁阀（Electromagnetic valve）是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。
（二）工作原理
电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
（三）PLC即可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
三、总体设计方案及思路
（一）系统设计要求
传统式以继电器为主的电机控制系统中， 每当变更设计时，整个系统几乎都要重新制作， 不但费时又费力；同时由於继电器还有接点接触不良、磨损、体积大之缺点， 因此造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题.。已经不能满足现如今需要经常改变生产工艺以及步骤的需要。因此在设计中选用 PLC 来完成控制系统的搭建，测试实验要求同时进行几个电磁阀做耐久性试验测试，实验过程具备可靠的安全保护功能，保持电磁阀的水压力在 O.8Mpa，其中电磁阀的开闭时间、电磁阀动作次数以及电磁阀所处的压力环境都可以由实际情况而设定的。
（二）控制系统总体方案
在工业控制领域，对电磁阀耐久性测试的研究成为了重要的环节。电磁阀耐久性测试与系统的精密程度、设备安全、仿真模拟应用等技术问题有着密切的关系。结合理论研究与实践经验的特点，选择一种有效的设计方法也是很必要的，为此继电接触器控制我们采用了SIEMENS 编译环境编写PLC 应用程序，选用 MCGS 组态软件开发系统检测画面，在上位机程序中显示。当测试次数达到设定次数系统会自动停止测试，如此来进行电磁阀的耐久性测试。
1.硬件设计。系统硬件设计控制系统硬件部分主要指 PLC 控制部分所用到的元器件及其接线，它在整个系统中起到了连接测试系统和控制系统的作用，在功能满足要求的前提下，选择最方便以及性能价格比最优的机型。在工艺环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的 PLC，其它情况则最好选用模块式结构的 PLC。对于开关量控制以及以开关量控制为主的工程项目中，一般选用带 A/D 转换、D/A 转换的低档机就能满足要求。而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中，可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。在工艺环境条件较好的场合，建议选用选用模块式结构的 PLC。对于开关量控制和控制功能要求比较高的工程项目中，选用中档或高档机。
2.软件设计。具体程序：首先编写PID参数模糊整定查询表等，输入一些初始化的参数，把数据输入完成后，进入后面的相关处理程序；按键处理程序主要完成控制器参数设定，判断按键的状态，如果符合要求就转入到相应的功能处，同一时刻数据显示完成之后，对电磁阀现存的控制精度差、抗干扰能力差等问题进行处理，然后经过参数模糊自整定程序达到调节作用。
3.驱动电路设计。驱动电路的好坏对高速电磁阀测控系统的精度高低和功率损耗有着决定性的作用。为降低功率损耗，电磁铁必须在很短的时间克服复位弹簧的拉力，在电磁阀结构参数一定时，为了提高驱动能量输入，将线圈电流下降到一个较小的数值，减小功耗实现快速断油，保证整个液压系统长期可靠运行。驱动电路采用自举电路方式来满足高压侧栅极驱动要求。对于键盘与显示电路的设计，该模块的实现使得测控系统有着较好的人机交互功能，即能通过键盘设定PWM寄存器中的值來改变输出流量，键盘与电路硬件结构相符。
四、结语
电磁阀的耐久性是电磁阀的重要参数之一，基于PLC来设计电磁阀的耐久性试验系统，改进了以往采用继电器控制性能不可靠，使用不方便，功能单一，噪声大，耗能高的缺点。应用MCGS进行上位机的组态，使试验系统的操作更加简单、方便。
参考文献：
[1]杨玉涛，张小栋.高速电磁阀模型建立及响应特性研究[J].测控技术，2008.27（6）：86-89.
[2]万光毅。孙九安，蔡建平.Soc单片机试验、实践与应用 设计--基于C8051F系列[M].北京：北京航空航天 大学出版社，2006.
[3]陈维龙，王辉.高速电磁阕的驱动方法探讨[J].中国 机电工业。2001，（22）.
[4]刘少军。夏毅敏.高速开关电磁阀的PWM控制及改进 技术[J].机床与液压。1998，（4）：52-53.
[5]张大明.单片微机控制应用技术[M].北京：机械工业 出版社，2006.
[6]蔡自兴.智能控制原理与应用[M].北京：清华大学出 版社，2007.
【关键词】电磁阀 系统 PLC 设计
一、前言
电磁阀是我们所熟知的一种自动化仪表执行器，作为与企业安全生产直接相关的重要工业产品，在众多领域有着不可或缺举足轻重的地位。由于电磁阀结构简单，使用安全，工作可靠，功率微小，成批产品的性能一致性好，在国外已被广泛地应用于汽车、工程机械、农业机械等许多方面。
二、电磁阀控制的相关知识
（一）电磁阀（Electromagnetic valve）是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。
（二）工作原理
电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
（三）PLC即可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
三、总体设计方案及思路
（一）系统设计要求
传统式以继电器为主的电机控制系统中， 每当变更设计时，整个系统几乎都要重新制作， 不但费时又费力；同时由於继电器还有接点接触不良、磨损、体积大之缺点， 因此造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题.。已经不能满足现如今需要经常改变生产工艺以及步骤的需要。因此在设计中选用 PLC 来完成控制系统的搭建，测试实验要求同时进行几个电磁阀做耐久性试验测试，实验过程具备可靠的安全保护功能，保持电磁阀的水压力在 O.8Mpa，其中电磁阀的开闭时间、电磁阀动作次数以及电磁阀所处的压力环境都可以由实际情况而设定的。
（二）控制系统总体方案
在工业控制领域，对电磁阀耐久性测试的研究成为了重要的环节。电磁阀耐久性测试与系统的精密程度、设备安全、仿真模拟应用等技术问题有着密切的关系。结合理论研究与实践经验的特点，选择一种有效的设计方法也是很必要的，为此继电接触器控制我们采用了SIEMENS 编译环境编写PLC 应用程序，选用 MCGS 组态软件开发系统检测画面，在上位机程序中显示。当测试次数达到设定次数系统会自动停止测试，如此来进行电磁阀的耐久性测试。
1.硬件设计。系统硬件设计控制系统硬件部分主要指 PLC 控制部分所用到的元器件及其接线，它在整个系统中起到了连接测试系统和控制系统的作用，在功能满足要求的前提下，选择最方便以及性能价格比最优的机型。在工艺环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的 PLC，其它情况则最好选用模块式结构的 PLC。对于开关量控制以及以开关量控制为主的工程项目中，一般选用带 A/D 转换、D/A 转换的低档机就能满足要求。而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中，可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。在工艺环境条件较好的场合，建议选用选用模块式结构的 PLC。对于开关量控制和控制功能要求比较高的工程项目中，选用中档或高档机。
2.软件设计。具体程序：首先编写PID参数模糊整定查询表等，输入一些初始化的参数，把数据输入完成后，进入后面的相关处理程序；按键处理程序主要完成控制器参数设定，判断按键的状态，如果符合要求就转入到相应的功能处，同一时刻数据显示完成之后，对电磁阀现存的控制精度差、抗干扰能力差等问题进行处理，然后经过参数模糊自整定程序达到调节作用。
3.驱动电路设计。驱动电路的好坏对高速电磁阀测控系统的精度高低和功率损耗有着决定性的作用。为降低功率损耗，电磁铁必须在很短的时间克服复位弹簧的拉力，在电磁阀结构参数一定时，为了提高驱动能量输入，将线圈电流下降到一个较小的数值，减小功耗实现快速断油，保证整个液压系统长期可靠运行。驱动电路采用自举电路方式来满足高压侧栅极驱动要求。对于键盘与显示电路的设计，该模块的实现使得测控系统有着较好的人机交互功能，即能通过键盘设定PWM寄存器中的值來改变输出流量，键盘与电路硬件结构相符。
四、结语
电磁阀的耐久性是电磁阀的重要参数之一，基于PLC来设计电磁阀的耐久性试验系统，改进了以往采用继电器控制性能不可靠，使用不方便，功能单一，噪声大，耗能高的缺点。应用MCGS进行上位机的组态，使试验系统的操作更加简单、方便。
参考文献：
[1]杨玉涛，张小栋.高速电磁阀模型建立及响应特性研究[J].测控技术，2008.27（6）：86-89.
[2]万光毅。孙九安，蔡建平.Soc单片机试验、实践与应用 设计--基于C8051F系列[M].北京：北京航空航天 大学出版社，2006.
[3]陈维龙，王辉.高速电磁阕的驱动方法探讨[J].中国 机电工业。2001，（22）.
[4]刘少军。夏毅敏.高速开关电磁阀的PWM控制及改进 技术[J].机床与液压。1998，（4）：52-53.
[5]张大明.单片微机控制应用技术[M].北京：机械工业 出版社，2006.
[6]蔡自兴.智能控制原理与应用[M].北京：清华大学出 版社，2007.