關(guān)于通風(fēng)機控制電路的設(shè)計組織分析

薄永位

（沈陽金恒工貿(mào)有限公司 遼寧沈陽）

摘要：通風(fēng)機控制電路的設(shè)計是通風(fēng)機和溫度器開關(guān)及與非門電路等來完成的工作降溫過程。室內(nèi)溫度的變化導(dǎo)致溫度開關(guān)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(qū)動交流接觸器，再通過交流接觸器驅(qū)動電動機的運轉(zhuǎn)，從而完成室內(nèi)溫度的降低。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)機；電路；設(shè)計

一、通風(fēng)機概述

通風(fēng)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(fēng)機廣泛用于工廠、隧道、車輛和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻，鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)，空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)，谷物的烘干和選送，風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進等。按氣體流動方向，通風(fēng)機主要分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類型。通風(fēng)機的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率、效率和轉(zhuǎn)速。另外，噪聲和振動的大小也是通風(fēng)機的主要技術(shù)指標。

二、通風(fēng)機的工作條件

在房間內(nèi)為了通風(fēng)安裝大小兩臺通風(fēng)機，通風(fēng)機工作條件受溫度影響。如表1所示。

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

三、通風(fēng)機控制電路設(shè)計流程

（一）邏輯問題描述

1、輸入與輸出。輸入為開關(guān)方式，3只溫度開關(guān)分別為SA（KSD301-25℃）、SB（KSD301-30℃）和SC（KSD301-35℃）。開關(guān)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(guān)高于25℃時，SA斷開，A點電位為“1”。

通風(fēng)機驅(qū)動電路如下圖2所示。當控制信號S=1時復(fù)合管導(dǎo)通，使微型繼電器KA1吸合，交流接觸器KM1跟隨吸合，通風(fēng)機M運轉(zhuǎn)。反之當輸出信號S=0時，通風(fēng)機停止工作。

2、根據(jù)要求列出真值表，如表2所示：

3、輸入量ABC一共應(yīng)當有8種狀態(tài)，但根據(jù)溫度開關(guān)的動作只會出現(xiàn)4種狀態(tài)，其他4種狀態(tài)（表中灰色顯示區(qū)域）不可能出現(xiàn)。例如，不可能出現(xiàn)SB斷SA通，故未出現(xiàn)的4種狀態(tài)可用作約束條件。

（二）邏輯函數(shù)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(jié)論不是最簡結(jié)果。

2、使用卡諾圖化簡

根據(jù)卡諾圖得L=B和S=C+BA

3、邏輯函數(shù)的變換。輸出L不需經(jīng)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(shù)S轉(zhuǎn)換為與非表達式，即S=C·BA。對應(yīng)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(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗證和設(shè)計數(shù)據(jù)管理。結(jié)合真值表和最終化簡結(jié)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(huán)境從原理圖的設(shè)計環(huán)境與特點和印制電路板的設(shè)計環(huán)境與特點兩部分進行分析。

1、原理圖的設(shè)計環(huán)境與特點。

1）分層次組織設(shè)計功能。Protel99se提供層次原理圖的設(shè)計方法，即將整個電路系統(tǒng)分成幾個模塊，并依照層次關(guān)系將模塊組織起來，完成電路圖的設(shè)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(shè)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(chuàng)建自己的元件庫。并且該系統(tǒng)還提供了強大的元件庫查詢功能。

3）電氣規(guī)則檢測功能。原理圖設(shè)計系統(tǒng)可以為印制電路板的操作提供網(wǎng)絡(luò)表，因此在開始印制電路板布線之前確保原理圖設(shè)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(wǎng)絡(luò)表是原理圖設(shè)計系統(tǒng)和印制電路板設(shè)計系統(tǒng)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(guān)系。

5）自定義原理圖模塊。利用這個功能，用戶可以方便地創(chuàng)建自定義的原理圖模塊，把它作為自定義的元素應(yīng)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(xiàn)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(guī)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(jù)真值表和最簡結(jié)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(shè)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(nèi)的溫度低于25℃時三個溫度開關(guān)全部閉合，即輸入給與非門的信號全部是0的狀態(tài)，微型繼電器無法工作交流接觸器就無法閉合，兩臺通風(fēng)機都無法運轉(zhuǎn)。當室內(nèi)的溫度高于25℃低于30℃時三個溫度開關(guān)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(qū)動交流接觸器吸合開關(guān)KM1使小通風(fēng)機處于工作狀態(tài)。當室內(nèi)的溫度高于30℃低于35℃時，三個溫度開關(guān)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(qū)動交流接觸器工作吸合KM2，使大通風(fēng)機開始工作。當室內(nèi)的溫度高于35℃時，三個溫度開關(guān)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(qū)動兩個交流接觸器吸合開關(guān)，使大、小通風(fēng)機同時工作，從而降低室內(nèi)的溫度。通過對原理圖的分析確定我的設(shè)計是正確的。

參考文獻：

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