1、1对 温度表上、下限输出接点的另一扩展性应用改“温度点”控制为“温度段”控制用户到五金机电门市买一块温度表，用于生产车间下料罐的自动温度控制。用户提出的控制要求是：当下料罐温度低至 25C 时，启动锅炉风机进行升温；当下料罐温度升到 32C 时，停掉风机。不要求温度被精确控制在一个点上，而大致保持于 25C-32C 之间就可以了，这样风机也不需要频繁起动和长时间地运转，节电效果也会非常得好。据说寻了好几家机电门市，都找不到适用的温控表，若在这儿能够解决的话，则价钱稍贵点也没有关系，并且一下就能采购五、六台。经营五金机电门市的是父子俩，爸爸是老电工，儿子是机电工程系的学生，学习成绩是名列前茅的。
2、爷儿俩一听来了精神，决定要做成这笔买卖。店里温控表的现货，大致都是有如下功能的，看下面接线图：温控表LN+-KA0AC220VKA1KA2123456789控温输出温度下限控温上限测温传感器KA0控 温 (常 闭 点 )输 出 状 态 图Ct设 置 点触 点 开 断触 点 闭 合注 :两 虚 线 之 间 有 温 度 回 差KA1控 温 (常 开 点 )输 出 状 态 图Ct下 限 设 置 点触 点 闭 合 输 出KA2控 温 (常 开 点 )输 出 状 态 图Ct上 限 设 置 点触 点 闭 合 输 出图一：温控表接线与三组触点输出状态图从接线图看，温控表有三组输出控制触点。其中 KA0 为控
3、制温输出，如果利用其常闭点做控制输出的话，则触点的闭合与开断的动作区域在温度设置点附近，如设置点为 25C，则测量温度上升为 25C 时，常闭触点断开，当测量温度下降为 23C 时，触点闭合。这种控制方式属于“点”控制，继电器的动作是跟踪一个温度设置点的，虽然为避免在一个点上频繁切换，中间往往有一个温度回差值，如 23C-25C 中间的 2C，有的机型此回差是固定的，有的则是可调的，但温差调整范围也不是太大。显然，KA0 的控制输出接点，无法满足2用户提出的控制要求。再看 KA1 的输出接点，为温度下限控制输出。也是据一个“温度点”来输出的，当测量温度达到预设的下限值时，KA1 动作，只要在温
4、度下限值以内，KA1 维持输出，只有当测量温度高过下限设置点时，KA1 失电，触点释放。单靠 KA1 的控制触点，也无法实现控制要求。KA2 的输出接点，为上限设置点，其控制原理与 KA1 相同，也可看作是一个“点”控制，不能独立完成控制任务。儿子灵机一动：可不可以将下限、上限两个控制输出结合起来，达到用户提出的控制要求呢？爸爸赞许的点了下头：好，我也是这么想的，我们分析一下试试看。看下面的 KA1、KA2 输出结合的控制状态图和用户控制要求图：上 、 下 限 控 制 状 态 图 t下 限 设 置 点上 限 设 置 点粗 实 线 为 触 点 输 出 状 态C用 户 要 求 控 制 特 性 图
5、t下 限 设 置 点上 限 设 置 点粗 实 线 为 触 点 输 出 状 态Cab cd ab1a1bdc图二：上、下限控制状态与用户要求控制特性图儿子说：利用 KA1、KA2 两只继电器的常闭点串联，在两继电器未动作的区域内，控制风机得电运行，即图中 a、b 段风机得电运行，不是达到要求了吗？爸爸说：好像不行。在 c、d 段风机也是得电的，风机在大部分时间内都是得电运行的，只有上、下限之外，风机才停，将两触点直接利用，还是不行。而用户的要求如图二的右图，只有右图中的粗线段（a、b/1a、1b） ，才是风机运行的时候。检测温度到达下限点时，风机运行，到温度上限点时，风机停止；然后温度回落，再度
6、到达下限点时，风机才又重新运行。风机不是运行于一个“点”上，而是只在 a、 b“段”上运行，达到很好的节电效果。儿子说：我未注意到左图中的 c、d 段啊，确实不行。但可以利用上、下限的触点输出，外加控制电路来实现。这个外加电路应该不难搞才对。爸爸想试一下儿子的水平究竟怎样，说：这样吧，咱们两个都搞一个外控电路，看谁的电路精简和合理，就采用谁的电路，好不好？3儿子知道这是爸爸想试探自己的本领如何，对自己也算是一个小挑战，想着自己较复杂的机电控制线路都搞过一些，这个小电路应该不在话下。就爽快地答应了。想着是很简单的事，做实际做起来，这个小功能却不那么容易实现。外加两个继电器似乎完成不了，用三个继电
7、器，电路又太繁琐。按爸爸的思路是，用两只外加继电器应该能够实现的。各采用 KA1、KA2 中的一个触点来用，好象也不能完成任务。儿子用了半天的时间，画了几个图，对电路作了最优化和精简的处理，又通过接线试验，终于搞成功了，但若从控制原理上分析有点拐弯。爸爸开始是皱着眉头思索，突然抓起笔来，三下五除二，将接线图画了出来，也未接线试验，就宣布电路肯定好用。父子俩搞的控制线路图如下：LNKA2 KA1KA3 KA4KA4KA4LNKA3KA1KA4KA3KA4KA2KA3KA4上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上图中 KA1、KA2 为温控
8、表内部的上、下限信号输出继电器，KA3、KA4 为外接继电器，KA3 提供控制信号输出。儿子设计的控制线路采用了上限继电器的常开、常闭触点，下限继电器的常闭触点及 KA4 的两组触点。控制过程如下：设备上电后，由 KA2 的常闭触点、KA4 的常闭触点电路，提供 KA3 线圈的电源，KA3 得电，风机运行，下料罐开始升温；温度到达上限时，KA2 常闭点开断，常开点接通，KA3 失电，同时 KA4 得电自保，风机停机，下料罐开始降温；因 KA4 的自保作用，当温度降至上限点以下，KA4 则经 KA1 常闭点与本身自保触点维持得电状态，KA3 则维持于失电状态，下料罐温度继续下降，直至到温度下限点
9、时，KA1 下限继电器动作，KA4 自保回路断开，KA4 失电，KA3 重又得电，风机运行。4爸爸设计的控制线路则似乎更简单一些，线路在原理上一目了然，更便于控制过程的分析：下料罐温度到达下限时，KA3 得电，并形成经 KA4 常闭点、KA3 常开点的自保（自锁）回路，风机运行；温度到达上限时，上限继电器KA2 常开点接通，KA4 得电，在断开 KA3 自锁回路的同时，经 KA3 常闭点、KA3 常开点形成本身的自锁回路。KA4 维持得电状态，KA3 维持失电状态，风机停止；当降温又至温度下限继电器 KA1 动作时，KA3 动作，在断开 KA4 自锁回路的同时，形成 KA3 自身的自锁回路，风
10、机又开始运行。控制要求的重点在于满足两个条件：1、KA3、KA4 一旦得电使能自保（自锁） ；2、两只继电器，甲继电器得电自保的同时，必定要断开乙继电器的自保回路，使其失电。反之，也是如此。这种控制法，不是常规的温度点控制，而是温度段控制。也算是一种特殊应用了。儿子和爸爸的电路都能完成这个任务，所用触点数量也一样多，但爸爸的电路更容易理解，也更为经典。儿子的电路也能较好地完成任务，也算是难得了。爸爸说：我是想到了这两个条件，据此条件，电脑子里形成了这个电路，电路的逻辑关系未清晰之前，也是白费力气啊。儿子虽然搞出了电路，但相较之下，似乎仍是爸爸技高一筹，电路走线与原理分析，爸爸的电路要“顺一些” ，自己的电路有点拐弯呀。自己搞电路，要更善于从逻辑关系的分析上，走“顺”一点的路啊，使电路更为优化和合理。风机控制接线图如下：L1 L2L3QF1KM1JR1MFU1JR1KA3KM1上 上 上 上 上 上 上 /上 上 上5旷野之雪2009 年 8 月 25 日
