传统气动控制布局,大多采用单独电磁阀分散安装的方式,每个阀件独立接线,气管分别接入。当设备上气动执行元件数量较多时,控制柜内线路和气路管路会变得繁杂,现场装配和后期系统改动都会耗费不少时间。
FESTO阀岛的出现,改变了这种分散布置的模式,把多个阀单元集成在同一个模块上,通过总线通讯方式和上位控制系统建立连接,简化现场布线与管路布置工作。
总线通讯是这类集成模块的核心特点之一。依靠总线信号,一组通讯线缆就可以传输多个阀位的控制指令与状态反馈信号,不需要为每一个电磁阀单独铺设控制线。设备本体上的气动机构分布在不同位置时,可以把阀岛就近布置在执行元件附近,缩短气管长度。气管变短之后,气体充放的行程减少,气动动作的响应表现会得到改善,同时也能减少管路中气体容积带来的滞后现象。
模块化结构带来了配置灵活度。阀岛由底座和可增减的阀单元组成,可以按照设备需要的阀口数量搭配组合。项目初期方案不确定,或是后续设备需要拓展新增气动动作时,可以增减阀单元,不用更换整套模块。不同类型的阀单元能够组合在一起,适配单作用、双作用气缸等不同执行部件的驱动需求,一套模块承载多路气动控制任务。
通讯协议的兼容性,是方案设计阶段需要确认的重点。工业现场存在多种主流总线类型,不同控制系统支持的协议有所区别。选型时需要确认模块支持的通讯类型,和设备所用控制器保持匹配。通讯链路一旦出现中断,阀岛会按照预设逻辑保持当前阀位或者切换到安全状态,保障设备不会出现不受控动作,安全逻辑可以在前期程序设计阶段提前设定。
集成设计除了电磁阀单元,部分版本还可以集成输入输出点位,直接采集附近传感器信号。传感器信号不用远距离接入控制柜,就近接入阀岛模块,通过总线一同传输。这种方式进一步精简现场线路,减少大量信号线铺设带来的工作量,降低线路错乱引发故障的概率。这种架构很适合多气动点位的自动化产线、输送设备,在设备空间受限的场景优势更加明显。
系统架构的变化,也对项目调试思路带来改变。分散阀件调试时,逐个核对线路,而FESTO阀岛调试更多依靠总线通讯诊断功能,可以读取每个阀单元的工作状态,快速定位通讯或者阀位相关问题。在设备方案规划阶段,综合考量安装空间、点位数量、总线类型,才能搭建稳定可靠的分布式气动控制系统。