关于通风机控制电路的设计组织分析

（沈阳金恒工贸有限公司 辽宁沈阳）

摘要：通风机控制电路的设计是通风机和温度器开关及与非门电路等来完成的工作降温过程。室内温度的变化导致温度开关的通断，然后送给与非门一定的信号，信号通过与非门输出信号引起微型继电器的运行，由微型继电器驱动交流接触器，再通过交流接触器驱动电动机的运转，从而完成室内温度的降低。

关键词：通风机；电路；设计

一、通风机概述

通风机是依靠输入的机械能，排气压力低于1.5×10帕，提高气体压力并排送气体的从动流体机械。通风机广泛用于工厂、隧道、车辆和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风，空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风，谷物的烘干和选送，风洞风源和气垫船的充气和推进等。按气体流动方向，通风机主要分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。通风机的性能参数主要有流量、压力、功率、效率和转速。另外，噪声和振动的大小也是通风机的主要技术指标。

二、通L机的工作条件

在房间内为了通风安装大小两台通风机，通风机工作条件受温度影响。如表1所示。

检测环境温度使用3只KSD301系列温度开关。当温度低于设定值（图中为25℃）时A、B间接通，温度高于设定值（25℃）时A、B断开，此开关也称为动段开关。设定值为25℃的温度开关其型号为KSD301-25℃，其中KSD301表示开关系列，25℃表示设定值为25℃。

三、通风机控制电路设计流程

（一）逻辑问题描述

1、输入与输出。输入为开关方式，3只温度开关分别为SA（KSD301-25℃）、SB（KSD301-30℃）和SC（KSD301-35℃）。开关的输入方式以SA为例，如下图1所示。当温度将低于25℃时，SA接通，A点电位为“0”；当温度开关高于25℃时，SA断开，A点电位为“1”。

通风机驱动电路如下图2所示。当控制信号S=1时复合管导通，使微型继电器KA1吸合，交流接触器KM1跟随吸合，通风机M运转。反之当输出信号S=0时，通风机停止工作。

2、根据要求列出真值表，如表2所示：

3、输入量ABC一共应当有8种状态，但根据温度开关的动作只会出现4种状态，其他4种状态（表中灰色显示区域）不可能出现。例如，不可能出现SB断SA通，故未出现的4种状态可用作约束条件。

（二）逻辑函数化简

1、从真值表中可得到L=CBA+CBA 和S=CBA+CBA，由于未利用约束条件，此结论不是最简结果。

2、使用卡诺图化简

根据卡诺图得L=B和S=C+BA

3、逻辑函数的变换。输出L不需经过逻辑运算，直接使用B输入量。逻辑门器件中最常用的是与非门电路，将输出函数S转换为与非表达式，即S=C・BA。对应的逻辑门电路见图3所示。

图中共使用了四个门电路，其中与非门可选用74LS00器件。一个74LS00器件中含有四个与非门，剩余两个正好用作两个反相器。

（三）绘制原理图

绘制原理图需要借助protel99se软件，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。结合真值表和最终化简结果，在软件界面下摆放元器件，再进行连线来完成。Protel99se的运行操作环境从原理图的设计环境与特点和印制电路板的设计环境与特点两部分进行分析。

1、原理图的设计环境与特点。

1）分层次组织设计功能。Protel99se提供层次原理图的设计方法，即将整个电路系统分成几个模块，并依照层次关系将模块组织起来，完成电路图的设计，这是一种非常有效的方法。

2）强大的原件及元件库的组织、编辑功能。设计者即使不能从元件库中找到自己所需要的元件，也可以通过元件编辑器创建自己的元件库。并且该系统还提供了强大的元件库查询功能。

3）电气规则检测功能。原理图设计系统可以为印制电路板的操作提供网络表，因此在开始印制电路板布线之前确保原理图设计的准确无误是一件非常重要的事情。

4）与印制电路板的紧密连接。网络表是原理图设计系统和印制电路板设计系统之间的桥梁，它描述整个电路中的各个元件以及它们之间的连接关系。

5）自定义原理图模块。利用这个功能，用户可以方便地创建自定义的原理图模块，把它作为自定义的元素应用于原理图中。

6）方便的连线工具。以电气栅格为单位的最近有效连接，实现元件间的自动连接。

8）强大而完善的输出功能。

2、利用软件绘制出原理图

在打开软件之后先对元器件进行查找，从元件库中找到元器件后对其进行属性的修改，改变元器件的名称和大小等。然后对元器件进行简单有序的排列。并且在连线之前在对元器件进行详细的检查，看情况是否符合规定的要求，确认无误后对其进行连线。先从元器件的一端根据真值表和最简结果连接，认真完成元器件的线路连接，并且要对连线进行详细的检查。从而绘制出原理图如图4所示：

四、最终分析检查设计电路

由原理图我们可以清楚的知道电路图的工作过程。当室内的温度低于25℃时三个温度开关全部闭合，即输入给与非门的信号全部是0的状态，微型继电器无法工作交流接触器就无法闭合，两台通风机都无法运转。当室内的温度高于25℃低于30℃时三个温度开关中只有SA断开，即输入给与非门电路的信号为1，从而使微型继电器工作驱动交流接触器吸合开关KM1使小通风机处于工作状态。当室内的温度高于30℃低于35℃时，三个温度开关只有SC闭合其它两个全部断开，即输送给与非门的信号为1，电路直接启动微型继电器工作并且驱动交流接触器工作吸合KM2，使大通风机开始工作。当室内的温度高于35℃时，三个温度开关全部断开即输送给与非门的信号全部都为1，从而使两个微型继电器都工作同时驱动两个交流接触器吸合开关，使大、小通风机同时工作，从而降低室内的温度。通过对原理图的分析确定我的设计是正确的。

参考文献：

[1]李忠国.数字电子技能实训，北京：人民邮电出版社，2013年1月。

[2]顾滨，赵伟军.Protel99se实用教程，北京：人民邮电出版社，2011年6月。