一种风机联动电动阀的二次控制原理分析

0 引 言

在空调系统中,通常会遇到风机对风管上的电动阀有联动要求,最常见的一种联动要求是:风机启动,电动阀开启,打开风道;风机停止,电动阀关断,关闭风道。建筑物内常用风机的电气控制二次原理图通常参照国家建筑标准设计图集16D303-2《常用风机控制电路图》,但该图集并没有涵盖风机与电动阀联动情况下的二次控制原理图。文献[1-2]均对风机联锁电动阀的二次控制原理进行分析,并绘制二次控制原理图。笔者认为文献[1-2]给出的二次控制原理图值得商榷。

1 电动阀的控制原理

电动阀通常由电动执行机构和阀门连接起来组成的,使用电能作为动力接通电动执行机构驱动阀门,实现阀门的开关、调节动作,从而达到对管道介质的开关或调节。需特别指出,电动执行机构的电机需要进行正反转来实现对阀门的打开或关闭。

交流220 V开电动阀接线示意图如图1所示,电源接通“开”或“关”位,电机得电“正转”或“反转”,从而实现电动阀的开启或关闭。

图1 交流220 V电动阀接线示意图

2 风机联动电动阀门的控制原理

联动电动阀的风机配电系统如图2所示,电动阀驱动电压为AC 220 V,通过两组接触器QAC2和QAC3分别接通电动阀驱动电机正反转的供电回路,风机启动,电动阀开启;风机关闭,电动阀联动关闭。

排风机联动电动阀门控制原理图(一)如图3所示。

图3中,控制逻辑如下:

(1) 手动控制状态下,按下手动按钮SF1,接触器QAC1线圈得电,常开触点QAC1闭合主回路,启动风机。同时常开触点QAC1闭合,使得接触器QAC2线圈得电,其常开触点QAC2闭合,电动阀开启;停止风机时,按下手动按钮SF2,接触器QAC1线圈失电,其常开触点QAC1断开主回路,风机停止运行。同时常闭触点QAC1闭合,使得接触器QAC3线圈得电,其常开触点QAC3闭合,电动阀关闭。

图2 风机联动电动阀控制电路

图3 排风机联动电动阀门控制原理图(一)

(2) 自动控制状态下,自控开启信号使得中间继电器KA1线圈得电,常开触点KA1闭合,接触器QAC1线圈得电,其常开触点QAC1闭合主回路,启动风机。后续逻辑同手动启动;停止风机时,自控关断信号使得中间继电器KA1线圈失电,接触器QAC1线圈失电,其常开触点QAC1断开风机停止运行。后续逻辑同手动启动。

(3) 风机过载故障时,热继电器BB常闭触点断开主回路,风机停止运行。同时BB常开触点闭合,KA2线圈得电,KA2常开触点闭合,发出故障声光报警。

文献[1]给出的联动阀门控制原理示意图(二)如图4所示。

图4 文献[1]给出的联动阀门控制原理示意图(二)

文献[1]中原文的控制逻辑如下:“QAC1常开触点吸合后启动风机或水泵,同时使QAC2线圈得电,位于风阀处的QAC2常开触点吸合使电动阀得电打开;关闭时也一样,QAC1线圈失电后,QAC1常开触点打开,QAC2线圈失电,位于风阀处的QAC2常开触点打开,阀门关闭。”由电动阀的控制原理可知,阀门打开或关闭均需要提供电源,而图4中QAC2常开触点打开,电动阀门失电,阀门不能关闭。

风机联动电动阀门控制原理示意图如图5所示,(a)为文献[2]给出的风机联动电动阀门的另一种控制原理图,(b)为电动阀门与风机控制画在一起的原理图,电动阀的开启和关闭由二次控制回路提供电源。该原理图的接线不便之处是对电动阀检修时无法断开接线电源,除非通过二次回路的熔断器将电源切断。按照供电回路和控制回路分开的原则,建议对电动阀的联动控制应采用图2和图3的控制原理图。

3 DDC关于联动电动阀的接线

风机自动控制原理图如图6所示。本文将分析自动运行状态时电动阀在数字直接控制器(DDC)中的接线以及所占的输入输出点数。

图5 风机联动电动阀门控制原理示意图

图6中,A画法是常见的一种设计图表示方法,表示风机联锁电动阀与DDC接线是欠妥的。因为DDC对电动阀的控制信号接线是连接至配电箱内中间继电器KA1,而电动阀的启停控制电源线接自配电箱内的供电回路,而A画法表示出DDC直接与电动阀连线,故该画法欠妥。

图6 风机自动控制原理图

B画法是正确做法,DDC发出开启信号,通过提供24 V电源接通中间继电器KA线圈,中间继电器常开触点闭合,电动阀开启的供电回路闭合,电动阀得电开启;DDC发出关闭信号,通过断开中间继电器KA线圈电源,中间继电器常闭触点闭合,电动阀关闭的供电回路闭合,电动阀关闭。DDC发出开启和关闭控制两个信号,实际提供24 V电源,让中间继电器KA1线圈得电或失电,故只占用1个数字输出点位。

图6中B画法中,DDC的2个数字输入点位连接图1中的接线端子④(公共端)、⑤和⑥,用来接收电动阀的开启和关闭信号。图1中电动阀的端子①、②和③分别接图2中电动阀的开启和关闭供电回路。

4 结 语

空调系统设备众多复杂,对电动阀的使用功能和控制要求与讨论的情况也不尽相同,如风机无自控要求的,平时排风机与排烟风机共用竖向风井时对两个电动阀有联动控制要求等。针对这些不同的情况,电气设计人员需要先熟悉空调系统中电动阀的作用及联动要求,然后绘制电动阀的控制原理图。本文所讨论的是一种通常条件下的电动阀联动控制原理,希望能对电气设计人员在遇到不同条件下绘制电动阀控制原理图时有所启发。