薄永位

（沈陽(yáng)金恒工貿(mào)有限公司 遼寧沈陽(yáng)）

摘要：通風(fēng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)是通風(fēng)機(jī)和溫度器開(kāi)關(guān)及與非門(mén)電路等來(lái)完成的工作降溫過(guò)程。室內(nèi)溫度的變化導(dǎo)致溫度開(kāi)關(guān)的通斷，然后送給與非門(mén)一定的信號(hào)，信號(hào)通過(guò)與非門(mén)輸出信號(hào)引起微型繼電器的運(yùn)行，由微型繼電器驅(qū)動(dòng)交流接觸器，再通過(guò)交流接觸器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而完成室內(nèi)溫度的降低。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)機(jī)；電路；設(shè)計(jì)

一、通風(fēng)機(jī)概述

通風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)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(dòng)流體機(jī)械。通風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、隧道、車(chē)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(jìn)等。按氣體流動(dòng)方向，通風(fēng)機(jī)主要分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類(lèi)型。通風(fēng)機(jī)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(dòng)的大小也是通風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)。

二、通風(fēng)機(jī)的工作條件

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

檢測(cè)環(huán)境溫度使用3只KSD301系列溫度開(kāi)關(guān)。當(dāng)溫度低于設(shè)定值（圖中為25℃）時(shí)A、B間接通，溫度高于設(shè)定值（25℃）時(shí)A、B斷開(kāi)，此開(kāi)關(guān)也稱為動(dòng)段開(kāi)關(guān)。設(shè)定值為25℃的溫度開(kāi)關(guān)其型號(hào)為KSD301-25℃，其中KSD301表示開(kāi)關(guān)系列，25℃表示設(shè)定值為25℃。

三、通風(fēng)機(jī)控制電路設(shè)計(jì)流程

（一）邏輯問(wèn)題描述

1、輸入與輸出。輸入為開(kāi)關(guān)方式，3只溫度開(kāi)關(guān)分別為SA（KSD301-25℃）、SB（KSD301-30℃）和SC（KSD301-35℃）。開(kāi)關(guān)的輸入方式以SA為例，如下圖1所示。當(dāng)溫度將低于25℃時(shí)，SA接通，A點(diǎn)電位為“0”；當(dāng)溫度開(kāi)關(guān)高于25℃時(shí)，SA斷開(kāi)，A點(diǎn)電位為“1”。

通風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如下圖2所示。當(dāng)控制信號(hào)S=1時(shí)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(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)。反之當(dāng)輸出信號(hào)S=0時(shí)，通風(fēng)機(jī)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(dāng)有8種狀態(tài)，但根據(jù)溫度開(kāi)關(guān)的動(dòng)作只會(huì)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(jiǎn)

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(jiǎn)結(jié)果。

2、使用卡諾圖化簡(jiǎn)

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(guò)邏輯運(yùn)算，直接使用B輸入量。邏輯門(mén)器件中最常用的是與非門(mén)電路，將輸出函數(shù)S轉(zhuǎn)換為與非表達(dá)式，即S=C·BA。對(duì)應(yīng)的邏輯門(mén)電路見(jiàn)圖3所示。

圖中共使用了四個(gè)門(mén)電路，其中與非門(mén)可選用74LS00器件。一個(gè)74LS00器件中含有四個(gè)與非門(mén)，剩余兩個(gè)正好用作兩個(gè)反相器。

（三）繪制原理圖

繪制原理圖需要借助protel99se軟件，能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。結(jié)合真值表和最終化簡(jiǎn)結(jié)果，在軟件界面下擺放元器件，再進(jìn)行連線來(lái)完成。Protel99se的運(yùn)行操作環(huán)境從原理圖的設(shè)計(jì)環(huán)境與特點(diǎn)和印制電路板的設(shè)計(jì)環(huán)境與特點(diǎn)兩部分進(jìn)行分析。

1、原理圖的設(shè)計(jì)環(huán)境與特點(diǎn)。

1）分層次組織設(shè)計(jì)功能。Protel99se提供層次原理圖的設(shè)計(jì)方法，即將整個(gè)電路系統(tǒng)分成幾個(gè)模塊，并依照層次關(guān)系將模塊組織起來(lái)，完成電路圖的設(shè)計(jì)，這是一種非常有效的方法。

2）強(qiáng)大的原件及元件庫(kù)的組織、編輯功能。設(shè)計(jì)者即使不能從元件庫(kù)中找到自己所需要的元件，也可以通過(guò)元件編輯器創(chuàng)建自己的元件庫(kù)。并且該系統(tǒng)還提供了強(qiáng)大的元件庫(kù)查詢功能。

3）電氣規(guī)則檢測(cè)功能。原理圖設(shè)計(jì)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(kāi)始印制電路板布線之前確保原理圖設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確無(wú)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(jì)系統(tǒng)和印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)之間的橋梁，它描述整個(gè)電路中的各個(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)元件間的自動(dòng)連接。

7）高效、便捷的編輯功能。

8）強(qiáng)大而完善的輸出功能。

2、利用軟件繪制出原理圖

在打開(kāi)軟件之后先對(duì)元器件進(jìn)行查找，從元件庫(kù)中找到元器件后對(duì)其進(jìn)行屬性的修改，改變?cè)骷拿Q和大小等。然后對(duì)元器件進(jìn)行簡(jiǎn)單有序的排列。并且在連線之前在對(duì)元器件進(jìn)行詳細(xì)的檢查，看情況是否符合規(guī)定的要求，確認(rèn)無(wú)誤后對(duì)其進(jìn)行連線。先從元器件的一端根據(jù)真值表和最簡(jiǎn)結(jié)果連接，認(rèn)真完成元器件的線路連接，并且要對(duì)連線進(jìn)行詳細(xì)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(jì)電路

由原理圖我們可以清楚的知道電路圖的工作過(guò)程。當(dāng)室內(nèi)的溫度低于25℃時(shí)三個(gè)溫度開(kāi)關(guān)全部閉合，即輸入給與非門(mén)的信號(hào)全部是0的狀態(tài)，微型繼電器無(wú)法工作交流接觸器就無(wú)法閉合，兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)都無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)室內(nèi)的溫度高于25℃低于30℃時(shí)三個(gè)溫度開(kāi)關(guān)中只有SA斷開(kāi)，即輸入給與非門(mén)電路的信號(hào)為1，從而使微型繼電器工作驅(qū)動(dòng)交流接觸器吸合開(kāi)關(guān)KM1使小通風(fēng)機(jī)處于工作狀態(tài)。當(dāng)室內(nèi)的溫度高于30℃低于35℃時(shí)，三個(gè)溫度開(kāi)關(guān)只有SC閉合其它兩個(gè)全部斷開(kāi)，即輸送給與非門(mén)的信號(hào)為1，電路直接啟動(dòng)微型繼電器工作并且驅(qū)動(dòng)交流接觸器工作吸合KM2，使大通風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作。當(dāng)室內(nèi)的溫度高于35℃時(shí)，三個(gè)溫度開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi)即輸送給與非門(mén)的信號(hào)全部都為1，從而使兩個(gè)微型繼電器都工作同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)交流接觸器吸合開(kāi)關(guān)，使大、小通風(fēng)機(jī)同時(shí)工作，從而降低室內(nèi)的溫度。通過(guò)對(duì)原理圖的分析確定我的設(shè)計(jì)是正確的。

參考文獻(xiàn)：

[1]李忠國(guó).數(shù)字電子技能實(shí)訓(xùn)，北京：人民郵電出版社，2013年1月。

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