氣動控制和德國FESTO電磁閥的由來

在實際生活和生產(chǎn)中，根據(jù)用來傳送信息或動力的物質(zhì)形態(tài)，可把自動化系統(tǒng)分為電動、氣動、液動三類，其中電動的為數(shù)zui多。液動就是指油壓或水壓系統(tǒng)。在日常生活中幾乎用不著液動設(shè)備，只在工業(yè)的重型設(shè)備上有用。
    但是氣動設(shè)備卻并不少見，例如公共汽車及電力的門就是氣動的。公共車輛的門都是由司機(jī)前面的電開關(guān)控制的，但驅(qū)動車門并不使用電力，而是用電流控制“電磁閥”的啟閉，通過電磁閥決定壓縮空氣的流向，zui后由壓縮空氣推動活塞開門或關(guān)門。為什么不直接用電力卻繞這么大彎呢？聽我說說這個道理吧。
    用壓縮空氣為人們干活有著不少好處：首先，氣動工具的結(jié)構(gòu)比電動工具簡單，無非是氣缸、活塞和膜片之類，不像電動機(jī)和電磁鐵那樣復(fù)雜，也用不著維護(hù)和照料。其次氣動工具適用于惡劣環(huán)境，不怕潮濕、灰塵、振動和過冷過熱，比電器設(shè)備堅固耐用；第三，氣缸、活塞之類容易直接輸出大的機(jī)械力或者長的位移，電動工具就得有復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)來達(dá)到同樣的效果；再有，氣動工具允許長時間受阻擋停轉(zhuǎn)或卡住而不會發(fā)熱損壞，電器設(shè)備就不行；還有一個原因，若在潮濕的礦井里使用電動工具則不但有觸電危險，還可能因電火花而引爆井下的易燃易爆氣體。
    但是使用氣動工具，非但安全而且它排出的空氣有助于空氣流通。
    由于氣動有這么多優(yōu)點(diǎn)，所以車門采用氣動代替電動是非常合適的。因為氣壓不很高，萬一把人體夾住也不會有嚴(yán)重傷害。倘若是用油壓車門（當(dāng)然實際沒這么用的）那豈不把人擠成殘廢嗎？
    也許有人會問，氣動既然比電動好得多，那為什么不把“家用電器”全改成“家用氣器”呢？zui主要的原因就是氣源不方便，為了用氣動工具還得買空氣壓縮機(jī)，那就太不合算了。但是大汽車上有現(xiàn)成的氣源，因為一般大汽車的剎車也是要用壓縮空氣的，所以車上有空氣壓縮機(jī)。像車門這樣的裝置工作時只需要有全開和全關(guān)兩個狀態(tài)就足夠了，根本用不著半開半關(guān)，所以采用開關(guān)方式控制是合情合理的。不過在此要說明一點(diǎn)，車門的開關(guān)控制只不過是遠(yuǎn)方操作而已，算不上自動控制，與前面所說的溫度、壓力等等的開關(guān)控制有著本質(zhì)的不同。但氣動設(shè)備在工業(yè)上的應(yīng)用，更多的是自動生產(chǎn)線上的工件夾緊放松和刀具前進(jìn)后退等動作，和車門控制有相似之處。
 氣動控制和德國FESTO電磁閥的由來

   就拿氣動車門來說，也有自動化程度高一些的，比如地下鐵道的車門，各個車廂的門都是司機(jī)通過電磁閥控制的，到站同時開，啟動前同時關(guān)。你大概也注意到，開門時動作很干凈利落，一次就開大了。但是在關(guān)門的過程中有時似乎猶豫不決，關(guān)了一半時忽然又急忙開大一點(diǎn)，然后再關(guān)。甚至這樣反復(fù)兩三次才*關(guān)上。你猜這是為什么？一定是某個車廂有人被門夾住了。這種車門有個防夾措施，一旦在關(guān)的過程中遇到某些阻力，它就立刻自動地開大一點(diǎn)重新再關(guān)。若沒這項措施，只要有人被夾就死死地夾住不放，非得等別人經(jīng)過長距離傳話給列車前面的司機(jī)，叫他再開一下門，被夾的人才能重獲自由，那多么可笑。汽車和電車沒這個措施是因為必要性不大，即使把乘客的背包或腳后跟夾住了，叫司機(jī)開門也方便。當(dāng)然是別出這種事。
    在機(jī)電一體化的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)里，氣動和電動往往共存，這樣才能各取所長，所以用電控制的閥門應(yīng)用十分普遍，叫做“電磁閥”。它在液壓系統(tǒng)里也用得很多。圖1 就是常用于全自動洗衣機(jī)上的進(jìn)水電磁閥的示意圖。
    圖的上部有鐵心和線圈，鐵心的位置決定閥的啟閉。線圈里通電時鐵心被吸起，閥門開啟。斷電后彈簧把鐵心推落，閥門就關(guān)閉了。這也就是電磁閥名稱的由來。水首*入A 室，如果鐵心在zui下位置，膜片被壓下把出水口C 堵住，不能流通。但是水可以經(jīng)小孔流到B 室，使A 、B 兩室的壓力相等。當(dāng)線圈里通電時，鐵心被吸起，B 室中的水先從大孔流到C 室，這使B 室壓力迅速下降，出現(xiàn)膜片下方壓力高于上方的不平衡力。此力把膜片抬起，水便從A 直接到C 并且送往出口。若用鐵心直接帶動膜片使閥開閉，雖然原理上可行，但動作阻力太大。采用膜上開大孔及小孔的辦法，就是為了借助水的壓力使膜片更容易動。
    前面我們提到的控制氣動車門的電磁閥，其原理可以用下圖來說明。
    在汽車中，車門由氣缸、活塞機(jī)構(gòu)帶動，電磁閥就是決定活塞動作的控制器。動畫的上半部左右各有一個線圈和鐵心，鐵心和小活塞式滑閥相連，用以控制壓縮空氣的氣路。當(dāng)滑閥桿處在中間位置時，兩個線圈都沒通電，滑閥把通向氣缸的兩個氣路都堵住，下面的大活塞就停在原來位置不動。如果右線圈里通電把滑閥門桿吸到右邊，壓縮空氣就被送往氣缸左端把活塞向右推。反之，如果左線圈里通電把滑閥門桿吸到左邊，壓縮空氣就被送往氣缸右端把活塞向左推。
    由此可見根據(jù)不同的物理對象和應(yīng)用環(huán)境，選用不同的控制方法，可以達(dá)到適合的控制目的！

氣動控制和德國FESTO電磁閥的由來