气动电磁阀使远程操作和自动化设备成为可能，一系列产品和技术选项可用于升级设计。
凯文·卡卡西克和帕特·菲利普斯，AutomationDirect
气动系统为设计人员提供了一种必要的方法来为设备和制造系统创建运动和力。这些系统经济、可靠、易于设计和维护。
基本手动气动元件适用于某些情况，但大多数形式的远程或自动操作最好使用硬接线逻辑或可编程逻辑控制器（PLC）实现。为了使这些电气和智能平台与物理气动系统进行交互，通常会包含某种电磁阀。
设计师需要熟悉几种类型的电磁阀以及各种不同的形状系数和功能，以便选择正确的产品。在许多情况下，根据所需的操作、安装空间和自动化类型，有不止一个正确答案。
从手动到自动
阀门通常用于控制液体和气体的流动。它们可以直接控制流体——如水、溶剂或生产过程中使用的任何其他物质——或者它们可以被布置成指挥更强大的物理动作。
图1所示。电动电磁阀可提供多种形式的因素。当安装在设备或相关的控制面板上时，它们使远程和自动操作系统成为可能。所有数据由AutomationDirect提供。
阀门本身可以手动操作，也可以通过物理动作，如关门或一个人移动按钮、踏板或杠杆来操作。许多类型的基本设备和工艺都设计了由操作人员管理的手动操作阀门。但是为了提高效率和安全性，经常需要升级自动控制阀的设计。
对于大多数类型的自动化，阀门需要通过硬线电路或PLC进行电气控制。电动螺线管是操作所有通径阀门的基本方式，如图1所示。
一种电动螺线管由绕着可移动的中心托架、柱塞或阀芯元件的线圈组成。它能使电流产生低力的线性运动来控制物理流量。电磁阀有效地充当放大器，将小的电信号转换成相对较大的物理力。
中、小型和微型阀门
电磁阀和螺线管可以是非常强大的，它们适合作为动力操作直接作用的中型物理阀，大约0.75英寸。管道直径，或更小。这种安排是快速的。
也有电磁阀操作的隔膜阀，它可能更大、更慢，电磁阀通过一个小的压力端口，使隔膜能够弯曲，从而实现更大的工艺流程。即使更大的阀门通常也有各种阀体机构，这些机构反过来由一些外部执行器方法操作，尽管外部执行器通常涉及螺线管。
例如，中型电磁阀可直接用于管道中，以开/关方式控制工艺流体，或者同一类型的电磁阀可控制用于移动致动器的流体或气体，进而驱动机械设备或更大的阀门。
当一个较小的阀门用来操作较大的阀门时，它通常被称为先导阀或方向控制阀。较小的气动电磁阀，通常用于控制增压气体，通常用于控制大得多的阀门的执行机构。小型电磁阀是一个很好的选择，可以最大限度地减少PLC控制阀门所需的占地面积和功耗。
进一步说，还有其他形式的因素可以很好地匹配空间有限的系统，如图2所示。微型版本在最紧凑的包中提供了足够的流量。堆叠式螺线管阀安装在一起，共享空气供应连接，节省安装空间。模块化的布置简化了管道，就像可堆叠的方式，因为它们允许多个电磁阀安装在一个共同的管汇上。
图2。各种各样的阀门形式因素可以用于获得每个应用的最佳选择。顺时针方向从顶部中心开始:模块化/流形电磁阀;小型手动阀;过程电磁阀;换向控制电磁阀;可叠起堆放的电磁阀;模块化/箱电磁阀。
虽然许多螺线管形状元件必须安装在控制面板或其他保护位置，但现在有许多元件额定用于表面安装，甚至在冲洗区域。这使得设计人员能够在机器周围分布螺线管，节省大量空间和成本。
许多不同形式的电磁阀可以作为一种非常紧凑和有效的方式来控制较大的设备。
流基础知识
设计人员必须通过考虑操作流体压力和流量来确定电磁阀的尺寸和选择，以正确的力和速度操作目标设备。他们还必须计划电磁阀的功能，或它必须执行多少操作。
大多数人认为阀门是常闭(NC)或关闭，除非命令打开。然而，在许多情况下，阀门是理想的常开(NO)和流动，除非命令关闭。电磁阀弹簧和线圈的设置决定了它是NC还是NO。具有较强电气背景的设计人员经常犯的一个错误是，NC电气开关允许电流流动，而NC阀门停止流体流动。
每个电磁阀的物理流体连接称为港口. 一个或多个电磁阀将滑阀移入位置当指挥。两个位置的阀门是最常见的，但是三个位置的阀门也可以。端口和位置的数量定义了数量方法电磁阀可以流动。
对于直接作用的过程和管道电磁阀，最常见的是二通阀，它可以简单地打开和关闭流量。也可以提供三通阀，用于在两个不同的目的地之间切换流量。
双向电磁阀有两个端口，所以当阀门关闭时，端口彼此隔离，当阀门打开时，流体可以在两个连接处之间流动。三通电磁阀具有常见的端口，以及我们将调用的其他两个端口一个和B．当断电时，公共端口连接到A，而B与两者隔离。当通电时，公共端口连接到B，而A与两者隔离。
先导服务中用于控制流向较大执行器的流体的电磁阀可能更复杂，其布置方式如下：
- 2个(双向),第二”的位置
- 三端口（三向），两位
- 5-port(4路),第二”的位置
- 5端口（4路），3位
图3。此图显示了5端口2位置电磁阀阀体的内部滑阀，但未显示电磁阀本身。通电时，电磁阀将滑阀向右移动，以施加气压并伸出气缸；断电时，弹簧将滑阀向左移动以缩回油缸。与PLC一起使用的电磁阀可实现大型设备的自动化。
通过气动方式连接各种可能的电磁先导阀以实现所需的物理结果，并使用适当的气动回路符号绘制图纸，这本身就是一个主题。但它也与相关电磁阀的选择密切相关，如图3所示。
先导阀中的电磁阀可能会损坏单作用与春天的回报。这意味着当不通电(静止)时，弹簧将阀芯固定在一个位置，而当通电时，阀芯将单向移动到另一个位置。
或者是一个先导阀双作用操作两个电动螺线管，一次一个，把线轴拉到一个位置或另一个位置。双作用阀芯可能是严格的两个位置，一旦释放电磁阀，它将保持在任何被拉出的位置。或者它可能是三个位置，其中螺线管拉动阀芯到一个位置或另一个位置，而弹簧将返回阀芯到一个中心位置，如果所有螺线管都断电。
聪明的螺线管
电磁阀本身是电气的，可以由硬接线电路或PLC输出驱动。一些螺线管外形因素，特别是模块化样式，提供预接线和/或连接的电气布置，大大简化了安装和接线。
另一个重要的进步是智能模块阀集管的可用性，其中单个网络连接允许从主机PLC控制阀门。这种连接通常是某种形式的标准工业现场总线，如串行Modbus RTU，或以太网协议，如Ethernet /IP。这些歧管也可以接受输入/输出(I/O)模块，他们可以提供电磁阀状态信息和诊断。
智能阀组最大限度地减少布线，尤其是当气动和远程I/O可以组合到机器上的一个整合包中时。模块化组件使设计师能够在最紧凑的安装中创建先进的设备控制系统。
使移动
考虑到所有这些细节，设计师如何决定何时以及在多大程度上将手工操作升级为自动功能是有意义的?两个主要因素是何时可以提高安全性，何时可以提高效率。
当自动化和电磁阀控制设备允许操作人员从设备远程工作时，安全性得到了提高。此外，增加硬线或plc连接的传感器，可以通知操作人员设备的条件，甚至主动建立联锁，以防止不当操作。
将手动设备转换为自动化设计通常会提高操作速度和吞吐量，如果内置诊断功能(如提示问题的警报)，则可以带来好处。
另一个成本考虑因素是可堆叠和模块化电磁阀，或表面安装方式，如何将更多的安装工作转移到受控的车间条件。因为这些形状因素将管道和电气/网络连接的数量降到最低，所以在安装和测试后，可以很容易地将它们断开。这使得自动化设备的运输更加方便，并加速了现场安装。
对于目前使用手动气动系统的设备的设计者来说，有许多使用电磁阀技术进行升级的可行且经济的选择。与提供全套电磁阀选项、电气元件、PLC和相关附件的供应商合作，可以帮助设计师确定其应用程序的最佳升级路径。
了下:设计世界的文章，气动设备+部件，螺线管
