阀岛技术在汽车领域的发展与历史

      随着电子技术的飞速发展，机电一体化技术在工业设备中的应用更加广泛。一台工业设备不再是少数基础元器件的简单叠加，而是个包含实现驱动、控制、检测、显示和传输等功能的大量机械或电子元器件的组合体。从而，设备中必然存在大量的信息流和能量流，由此也就引出了接口问题。

    长期以来．市场用户一直希望从festo得到技术支持：如何简化整机上电磁阀的组装。基于此，feato于1980年年底率先推出了pal型铝制气路板，该板具有统一的气源口。当需安装大量电磁阀时，气路板显得格外有效。其通常与festo传统系列老虎阀组合使用。

    为追求更简化的电磁阀安装方式，festo又开发了prs型气路板(p口供气，r、s口排气)，板上安装2000型老虎阀。

    随着气动技术的普遍使用．一台机器上往往需要大量的电磁阀，由于每个阀都需要单独的连接电缆，因此如何减少连接电缆线就成为了一个不容忽视的问题。由于气路板方式无法实现阀的电信号传输．因此feslo在已解决气路简化的基础上又尝试着对电路的简化，从而致力于电—气组合体——阀岛的研究，即电控部分通过一个接口方便地连接到气路板并对其上的电磁阀进行控制，不再需要对单个电磁阀独立地引出信号控制线．在减小接线工作量的同时提高操作的准确性，并使其防护等级达到ip65。

    1 01型阀岛系列

    作为工业应用的第一代阀岛“01型阀岛”于1989年汉诺威博览会上首次面世。按照阀岛与控制器的连接方式，该系列可分为多针接口型阀岛和现场总线接口型阀岛。

    多针接口型阀岛通过一根带多针插头的多股电缆与可编程控制器的轴人/输出信号相连，经另一条电缆连接到传感器的输出信号端。与常规连接方式相比，多针接口型阀岛的接口简化为一个多针插头和一根多股电缆，不再需要接线盘，同时所有信号的处理和保护功能都已在阀岛上实现。

    但由于可编程控制器与阀岛之间的多股电缆连接仍存在不小的接线工作量，festo相继推出了借助总线协议简化数据通信的现场总线接口型阀岛。总线型阀岛的突出特点是阀岛与外界的数据交换只需通过一根两股或四股屏蔽电缆实现．节省了接线时间，减小了设备体积，增强了抗干扰能力，使数据传输更为可靠。由于这是现场总线技术在工业自动化领域的首次应用，起初只有少数的用户对其感兴趣，甚至大多数人都持有怀疑的态度，但随后几个月的时间里，大量迹象表明该技术必将获得成功。

    由于阀的功能与规格的局限性，这款早期阀岛产品festo。已不再供货，如今仅提供少量备件。

    2 02型阀岛系列

    festo在991年和1992年的汉诺威博览会上又相继推出了新阀岛系列－－－－02型阀岛。

    02型阀岛在01型的基础上增添了许多新的功能：

    ●所有电磁阀的功能均可安装；

    ●接口尺寸分为1/8"和1/4"；

    ●分立的输入、输出信号；

    ●两种不同的工作压力；

    ●单个阀岛上最多可集成16个阀

    ●可与18种现场总线相连；

    ●内或外两种先导方式，可用真空。

    festo根据多种现场总线通信协议的规定，选择不同的plc作为02型阀岛的控制器，如今可与40多种pie系统进行通讯。总之，伴随带总线接口的02型阀岛的广泛使用，现场总线数据通信技术在工业自动化领域内达到了空前的热潮。

    02型阀岛高达数10万套的惊人销售量表明了阀岛技术的逐步成熟，同时也是用户对festo产品最好的认可。

    3 03型阀岛系列

    随着市场对阔院阀岛的柔性和模块化特性提出了更高要求，festo在1992年汉诺威博览会上又再一次推出了03型阀岛。03型阀岛设计中引入了模块化的思想．即将整个阀岛分为几个基本的功能模块，如控制模块、电磁阀模块和输入轴出模块．每一基本模块与前后模块间按一定规律进行有机地结合。除了其防护等级达到了ip65，并具有如下一些新增功能特性：

    ● 量多能装配26个单电控阀或13个双电控阀，有hi-nj型和maxi型两种尺寸，多种不同的工作压力；

    ● 12个电气输入/输出模块．主要用于连接一些输入/输出信号．如数字信号、大电流信号和模拟信号；

    ● 输入输出信号点数取决于现场总线协议，最多为74个输出信号和96个输入信号；

    ● 内置可编程控制器，如：festo的sf3、siemens的step和ab的slc500系列。

    该系列阀岛尤其是在系统组态柔性上有突出的优点．在总线协议能力范围内它的输入/输出模块和电磁阀模块的信号点数可以随意地增减，从而深受用户的青睬，同时．festo凭借旧型阀岛的优良特性涉足了许多新的应用领域。由于其总线连接方式大大减少了安装工作、并可现场采集输入信号及控制其他输出信号，可直接安装在机器上而不需控制柜．所以在汽车行业和其它一些重工业领域已被广泛的应用。

    4 04、05和06型阀岛系列

    汽车工业中使用的固要求符合iso标准(1so阀)，但iso阀不符合阀岛最初的设计思路——阀的电气和气动接口位于同侧。对于festo来说，这既是挑战又是商机。为了赢得汽车行业这个大市场，festo针对如何在阀岛上装配iso阀这一技术问题提出了两种解决方案：符合欧洲市场的is05599/i接口形式和面向美洲市场的is05599/ⅱ接口形式。

    04型阀岛符合美洲标准，不仅要求阀的气路接头是标准的，而且要求电控信号通过五针插头连接。根据此要求，festo开发了用于电气与气动之间信号转换的中间过渡板。它与03型阀岛的输入/输出模块是通用的，安装电磁阀时需要一个中间过渡板。

    针对欧洲汽车行业的需求，festo联合bosch和herion公司共同开发了一种特殊的阀岛－－－－06型阀岛。它主要是为了简化气阀的安装集成方式。在06型阀岛即将投放市场时，汽车厂商们又改变了注意，要求能集成输入/轴出模块，因此05型阀岛面世。由于这些系列阀岛上的阀都是iso气阀，所以其销量主要取决于汽车行业的发展水平。但如今，欧美汽车行业越来越趋向于使用装有maxi阀的03型阀岛。

    5 10型cpv阀岛

    与模块式自动生产线发展相呼应的是分散控制技术。鉴于分散控制系统的要求，在1996年的汉诺威博览会上，festo又向市场推出了全新cpv型紧凑阀岛。

    该系列阀岛的外形很小，但输出流量非常大，这是它与其它阀类的本质区别。每个cpv阀岛都可分解为四个子模块．任一个子模块包含16点输入输出信号，因此，用户可根据实际的需要任意选择和组装于模块以构成理想的阀岛。其主要优点是：

    ● 全新理念；

    ● 多种尺寸和功能；

    ● 多种现场总线连接形式如interbuo、profibus、de-vicenet等；

    ● 结构高度紧凑。

    cpv型阀岛是festo进军全球市场的先锋产品，其逐年递增的销量正是用户对其优越性最好的肯定。

    6 12型cpa阀岛系列

    cpa阀岛是1998年问世的，它与cpv阀岛一样，均属于紧凑型阀岛．两者功能和优越性都相差无几。区别在于：cpv阀岛的阀片是整体式的；cpa阀岛的阀片是模块式的，由底座、阀体、电桥等组成。