电-气转化元件将电讯号转化为气动讯号，电气讯号输入控制了气动输出。最常用的电-气转换元件是电磁阀(Solenoid actuated valves) 。电磁阀既是电器控制部分和气动执行部分的接口，也是和气源系统的接口。电磁阀接受命令去释放，停止或改变压缩空气的流向，在电-气动控制中，电磁阀可以实现的功能有：气动执行元件动作的方向控制，ON/OFF开关量控制，OR/NOT/AND 逻辑控制。在电磁阀家族中，最重要的是电磁控制换向阀(Solenoid actuated directional control valves) 。
电磁控制换向阀的工作原理
在气动回路中，电磁控制换向阀的作用是控制气流通道的通、断或改变压缩空气的流动方向。主要工作原理是利用电磁线圈产生的电磁力的作用，推动阀芯切换，实现气流的换向。按电磁控制部分对换向阀推动方式的不同，可以分为直动式电磁阀和先导式电磁阀。直动式电磁阀直接利用电磁力推动阀芯换向，而先导式换向阀则利用电磁先导阀输出的先导气压推动阀芯换向。
图4.2a: 直动式3/2电磁控制方向阀的结构及工作原理
图4.2a表示3/2(三路二位)直动式电磁阀(常断型)结构的简单剖面图及工作原理。线圈通电时，静铁芯产生电磁力，阀芯受到电磁力作用向上移动，密封垫抬起，使1、2接通，2、3断开，阀处於进气状态，可以控制气缸动作。当断电时，阀芯靠弹簧力的作用恢复原状，即1、2断，2、3通，阀处於排气状态。
图4.2b 5/2 先导式电磁控制方向阀结构及工作原理图4.2b表示5/2(五路二位)直动式电磁阀(常断型)结构的简单剖面图及工作原理。起始状态，1，2进气;4，5排气;线圈通电时，静铁芯产生电磁力，使先导阀动作，压缩空气通过气路进入阀先导活塞使活塞啟动，在活塞中间，密封圆面打开通道，1，4进气，2，3排气;当断电时，先导阀在弹簧作用下复位，恢复到原来的状态。
阀的功能：(Function)
电磁阀的功能表示它的电-气转换复杂性。阀的功能由两个数字表示：M和N，称为M路N位电磁阀，“N位”表示换向阀的切换位置，也表示阀的状态。阀的位置数目就是N的数值，如二位阀有两个位置选择亦即有两种状态，三位阀则有三个位置选择亦即有三种不同的状态。“M路”表示阀对外接口的通路，包括进气口，出气口和排气口，通路的数目便是M的数值，如二路阀，三路阀等。图4.1a例子中的阀为3/2直动式电磁阀，念作“三路二位阀” ，表示该阀有两个位，即“通”和“断” 两个状态，有三个气口，分别为 1：进气口，2：出气口，3：排气口。
第1节 电气动系统设计
电气系统设计的主要任务是画系统回路图。回路图表示了系统的电和气讯号在各个元件中的流向以及各个元件之间的联系。
第2节 电气元件的符号
为了将电气系统的各个元件表示在系统回路中，需要為每个元件定义唯一、标准的符号，它能识别和清楚地表示元件的功能、动作方式、连接的标誌，但不需要表示元件的尺寸、物理特性、製造方法等。件元的符号遵守ISO标准。图5.1a 所示為几种气动执行元件和电气控制元件的符号。
第3节 系统回路设计(电气回路，气动回路)
电气动系统回路设计取决於应用对象的规模和復杂性。包括气动回路和电气控制回路。不管是气动回路还是电气控制回路，任何復杂的回路都可以由多个基本回路组合而成，基本回路完成基本的动作和控制，它也是由一系列元件构成，基本回路有单作用气缸控制回路、双作用气缸控制回路、延时回路、计时回路、保持回路等。
气动回路
气动回路表示了气讯号的流向。从气源开始，经过电气转换元件，直到气动执行元件（如气缸）。在设计气动回路时，首先需要根据应用对象选择最合适气动元件和电气控制元件；然后依据气讯号的流向连接各个元件，并确定各个元件的接口。
电气回路
电气回路表示了电讯号的流向。电气回路设计比气动回路相对復杂，因为它要体现系统的控制逻辑。在设计电气回路时，首先需要根据应用对象的控制要求确定控制逻辑；然后根据控制逻辑选择相应的电气控制元件；最后连接各个电气元件。
早期的系统回路设计完全靠手工完成，现在出现了许多电脑辅助设计软件和各种元件库，设计者只要选择需要的元件并将元件连接起来就可以了，更有用的是软件提供了模拟和仿真功能，可以根据设计好的回路图，预览各种元件的动作，及时发现设计中存在的问题。
图5.3a 双作用气缸往復运\动的回路图图5.3a为利用五路二位方向控制电磁阀控制双作用气缸的来回运\动。当按下“Start” 按钮时，继电器线圈K1通电，使继电器触点K1闭合，K1闭合使电磁线圈Q1通电，电磁线圈Q1通电使5/2电磁阀活塞运\动，改变了其通气状态，使双作用气缸向右动作；当“Start” 按钮释放时，继电器线圈K1断电，使继电器触点K1打开，K1打开使电磁线圈Q1断电，从而使电磁阀在弹簧作用下復位，气缸恢復到原来的状态。
类似地，如果需要控制单作用气缸，则将5/2方向控制阀改为3/2方向控制阀。
电气动系统练习
为了更有效地掌握以上的电气动原理，这一部分通过一个电脑辅助电气动系统回路设计软件，让学员们尝试实际操作一个预设的电气动系统。学员可登入我们的网站练习电气动系统设计，并通过数码摄像机在INTERNET上看到实实在在的结果。通过该练习，可让学员初步掌握电气动系统回路设计方法，系统仿真，并实际控制气缸的动作。
电气动系统练习操作注意事项:
学员可自行下载 Fluid SIM 软件练习
练习1：单作用气缸的控制(只作仿真)
练习内容：用3/2电磁阀控制弹簧復位单作用气缸的工作。
控制动作：按住按钮不放，气缸活塞运\动﹔设放按钮，气缸活塞返回。
所需要的电气动元件：(1) 弹簧復位单作用气缸，(2) 叁路二位电磁阀，(3) 按钮开关，(4) 电源，(5) 气源。
系统回路：见设计说明文档user_doc1.doc
操作步骤：见设计说明文档user_doc1.doc。
练习2：双作用气缸的控制(仿真和控制硬件)
练习内容：用5/2电磁阀控制双作用气缸的工作，进行仿真，并实际控制硬件的动作，可以通过数码摄像机看到硬件动作。
控制动作：按下按钮，气缸活塞运\动，当活塞杆碰到滚轮开关时，气缸活塞返回。
所需要的电气动元件：(1) 双作用气缸，(2) 五路二位电磁阀，(3) 按钮开关，(4) 电源，(5) 气源，(6) 继电器，(7) 滚轮触点开关。
系统回路：见设计说明文档user_doc2.doc
操作步骤：见设计说明文档user_doc2.doc。
详细请到点击上面的文档地址，到电子技术论坛获取。
