關于通風機控制電路的設計組織分析

薄永位

（沈陽金恒工貿有限公司 遼寧沈陽）

摘要：通風機控制電路的設計是通風機和溫度器開關及與非門電路等來完成的工作降溫過程。室內溫度的變化導致溫度開關的通斷，然后送給與非門一定的信號，信號通過與非門輸出信號引起微型繼電器的運行，由微型繼電器驅動交流接觸器，再通過交流接觸器驅動電動機的運轉，從而完成室內溫度的降低。

關鍵詞：通風機；電路；設計

一、通風機概述

通風機是依靠輸入的機械能，排氣壓力低于1.5×10帕，提高氣體壓力并排送氣體的從動流體機械。通風機廣泛用于工廠、隧道、車輛和建筑物的通風、排塵和冷卻，鍋爐和工業爐窯的通風和引風，空氣調節設備和家用電器設備中的冷卻和通風，谷物的烘干和選送，風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。按氣體流動方向，通風機主要分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類型。通風機的性能參數主要有流量、壓力、功率、效率和轉速。另外，噪聲和振動的大小也是通風機的主要技術指標。

二、通風機的工作條件

在房間內為了通風安裝大小兩臺通風機，通風機工作條件受溫度影響。如表1所示。

檢測環境溫度使用3只KSD301系列溫度開關。當溫度低于設定值（圖中為25℃）時A、B間接通，溫度高于設定值（25℃）時A、B斷開，此開關也稱為動段開關。設定值為25℃的溫度開關其型號為KSD301-25℃，其中KSD301表示開關系列，25℃表示設定值為25℃。

三、通風機控制電路設計流程

（一）邏輯問題描述

1、輸入與輸出。輸入為開關方式，3只溫度開關分別為SA（KSD301-25℃）、SB（KSD301-30℃）和SC（KSD301-35℃）。開關的輸入方式以SA為例，如下圖1所示。當溫度將低于25℃時，SA接通，A點電位為“0”；當溫度開關高于25℃時，SA斷開，A點電位為“1”。

通風機驅動電路如下圖2所示。當控制信號S=1時復合管導通，使微型繼電器KA1吸合，交流接觸器KM1跟隨吸合，通風機M運轉。反之當輸出信號S=0時，通風機停止工作。

2、根據要求列出真值表，如表2所示：

3、輸入量ABC一共應當有8種狀態，但根據溫度開關的動作只會出現4種狀態，其他4種狀態（表中灰色顯示區域）不可能出現。例如，不可能出現SB斷SA通，故未出現的4種狀態可用作約束條件。

（二）邏輯函數化簡

1、從真值表中可得到L=CBA+CBA 和S=CBA+CBA，由于未利用約束條件，此結論不是最簡結果。

2、使用卡諾圖化簡

根據卡諾圖得L=B和S=C+BA

3、邏輯函數的變換。輸出L不需經過邏輯運算，直接使用B輸入量。邏輯門器件中最常用的是與非門電路，將輸出函數S轉換為與非表達式，即S=C·BA。對應的邏輯門電路見圖3所示。

圖中共使用了四個門電路，其中與非門可選用74LS00器件。一個74LS00器件中含有四個與非門，剩余兩個正好用作兩個反相器。

（三）繪制原理圖

繪制原理圖需要借助protel99se軟件，能實現從電學概念設計到輸出物理生產數據，以及這之間的所有分析、驗證和設計數據管理。結合真值表和最終化簡結果，在軟件界面下擺放元器件，再進行連線來完成。Protel99se的運行操作環境從原理圖的設計環境與特點和印制電路板的設計環境與特點兩部分進行分析。

1、原理圖的設計環境與特點。

1）分層次組織設計功能。Protel99se提供層次原理圖的設計方法，即將整個電路系統分成幾個模塊，并依照層次關系將模塊組織起來，完成電路圖的設計，這是一種非常有效的方法。

2）強大的原件及元件庫的組織、編輯功能。設計者即使不能從元件庫中找到自己所需要的元件，也可以通過元件編輯器創建自己的元件庫。并且該系統還提供了強大的元件庫查詢功能。

3）電氣規則檢測功能。原理圖設計系統可以為印制電路板的操作提供網絡表，因此在開始印制電路板布線之前確保原理圖設計的準確無誤是一件非常重要的事情。

4）與印制電路板的緊密連接。網絡表是原理圖設計系統和印制電路板設計系統之間的橋梁，它描述整個電路中的各個元件以及它們之間的連接關系。

5）自定義原理圖模塊。利用這個功能，用戶可以方便地創建自定義的原理圖模塊，把它作為自定義的元素應用于原理圖中。

6）方便的連線工具。以電氣柵格為單位的最近有效連接，實現元件間的自動連接。

7）高效、便捷的編輯功能。

8）強大而完善的輸出功能。

2、利用軟件繪制出原理圖

在打開軟件之后先對元器件進行查找，從元件庫中找到元器件后對其進行屬性的修改，改變元器件的名稱和大小等。然后對元器件進行簡單有序的排列。并且在連線之前在對元器件進行詳細的檢查，看情況是否符合規定的要求，確認無誤后對其進行連線。先從元器件的一端根據真值表和最簡結果連接，認真完成元器件的線路連接，并且要對連線進行詳細的檢查。從而繪制出原理圖如圖4所示：

四、最終分析檢查設計電路

由原理圖我們可以清楚的知道電路圖的工作過程。當室內的溫度低于25℃時三個溫度開關全部閉合，即輸入給與非門的信號全部是0的狀態，微型繼電器無法工作交流接觸器就無法閉合，兩臺通風機都無法運轉。當室內的溫度高于25℃低于30℃時三個溫度開關中只有SA斷開，即輸入給與非門電路的信號為1，從而使微型繼電器工作驅動交流接觸器吸合開關KM1使小通風機處于工作狀態。當室內的溫度高于30℃低于35℃時，三個溫度開關只有SC閉合其它兩個全部斷開，即輸送給與非門的信號為1，電路直接啟動微型繼電器工作并且驅動交流接觸器工作吸合KM2，使大通風機開始工作。當室內的溫度高于35℃時，三個溫度開關全部斷開即輸送給與非門的信號全部都為1，從而使兩個微型繼電器都工作同時驅動兩個交流接觸器吸合開關，使大、小通風機同時工作，從而降低室內的溫度。通過對原理圖的分析確定我的設計是正確的。

參考文獻：

[1]李忠國.數字電子技能實訓，北京：人民郵電出版社，2013年1月。

[2]顧濱，趙偉軍.Protel99se實用教程，北京：人民郵電出版社，2011年6月。