常见电气二次控制原理图设计思路

启动器贵， 结构也比软启动器复杂。 各厂家软启动器种类较多， 但各产品 实现的功能大致相同， 同变频器的主
要差别反映在二次图中是软启动器具
有旁路接触器， 所以会增加相应的启
动和报警 （如图 7 所示）， 其大体的
控制逻辑是：
a. 手动及自动控 制 逻 辑 同 变 频
加了 BA 信号的自动控制， 对平时使用的低速风机实 现自动控制。
b. 消防状态下， 可通过消防联动信号 KA 和消 防直 启 KA2 两 种 方 式 启 动 ， QAC3 线 圈 得 电 ， QAC3 常 开 触 点 闭 合 ， QAC2 线 圈 得 电 ， QAC2 常 开 触 点 闭 合， 主回路启动， QAC2 常闭触点打开， 低速运行回 路切断， 如 需 要 紧 急 停 止 风 机 则 发 出 指 令 后 KA3 线 圈得电， 常闭触点 KA3 打开， 断开主回路。
d. 热继电器 BB 为过负荷保 护 ， 由 于 消 防 电 机 不 允 许 动 作 ， 只 能 报 警 ， 所 以 热 继 电 器 BB 动 作 后 ， KA1 线圈 得电， 不 断 开 主 回 路 但 通 过 KA1 常 开 触 点 返回报警信号， 如需拓展过负荷报警指示则增加一个 KA1 常开触点串联指示灯即可。 1. 2 排风兼排烟双速风机原理
同原理的产品， 变频器是用于需要调
速的地方， 其输出不但改变电压而且
ห้องสมุดไป่ตู้
同时改变频率； 软启动器实际上是个
调压器， 用于电机启动时， 输出只改
变电压并没有改变频率。 变频器具备
所有软启动器功能， 但它的价格比软
图 5 单相电机的控制原理示意 Fig. 5 Schematic control diagram for single - phase motor
c. 排烟防火阀 KH 的设置位置做了调整， 考虑 到 手 动 和 自 动 两 种 模 式 均 需 被 切 断 ， 到 达 280 ℃ 后 熔断阀熔断， KH 断开主电路关闭风机。
d. 热 继 电 器 BB 为 过 载 保 护 ， 可 以 参 见 1. 1 叙述。 1. 3 联动阀门控制原理
风机或空调在风机启动时， 一般会联动相关的风
阀动作， 如风机启动， 电动阀开启； 风机关闭， 电动阀 相应关闭， 这就需要通过二次图实现联动关系。 联动 阀门的控制原理图 （如图 3 所示） 大体的控制逻辑是：
a. 风 机 的 启 动 过 程 同 1. 1， 不 再 复 述 。 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 是 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。
作者信息
白永生， 男， 北京市建筑设计研究院有限公司， 高级工程师。
42 Dec. 2013 Vol. 32 No. 12 810 http: // www. jzdq. net. cn
设计交流
图 1 排风兼排烟单速风机控制原理图示例 Fig. 1 Schematic control diagram for single - speed fan for both ventilation and smoke evacuation
出各种电气控制元件， 使国标图集在实际引用中无法 涵盖到全部使用功能， 所以对于新的设备和新的功能 要求， 设计师就必须自己设计二次原理图， 但在过去 的十几年中， 随着盘厂的业务拓展， 目前多数项目的 二次图设计都是由盘厂深化或直接绘制， 导致入行不 久的设计师在设计中出现了概念不清或是引用不当的 问题。 针对这种现状， 笔者希望用浅显易懂的案例将 目前比较常用的几种控制元件的二次图做一个介绍， 使初入行的设计师对二次图的概念和思路有一个 了 解。
各种消防兼平时两用单速的电机控制原理， 目前 常见的是平时排风兼消防排烟、 平时送风兼消防补 风、 空调新风兼消防补风等， 以排风兼排烟风机的控 制原理图为例 （如图 1 所示）， 大体的控制逻辑是：
a. 手动控制状态下按下按钮 SF1 使线圈 QAC 得 电， 常开触点 QAC 闭合启动风机； 常闭触点 KA3 为 应急状态下停止风机， 如需要紧急停止风机则发出指 令后 KA3 线圈得电， 常闭触点 KA3 打开， 断开主回 路 ， 排 烟 防 火 阀 KH 在 温 度 达 到 280 ℃ 后 熔 断 阀 熔 断， KH 断开主电路关闭风机。 此方案消防直启线控
摘 要 结合工程案例图， 对常见的电气二次 控制原理图的基本设计思路、 易被忽视的细节问题， 以及常见控制电器二次图的设计特点、 常用备用相 互切换互锁原理进行说明。
关键词 电气二次控制原理图 逻辑控制 CPS 变频器 软启动器 风机 单相电机 应急照明
中图分类号： TM645. 2 文献标识码： A
是没有主触点的， 用的全部都是辅助触头， 且数量比 较多。 1. 6 变频设备的控制原理
各厂家的变频器种类较多， 变频器有设置于箱 内， 也有设置在箱外， 多数变频器实现的功能和方式 类似， 以下引用一个设置于箱内的例子来说明变频设 备的控制原理 （如图 6 所示）。 其大体的控制逻辑是：
a. 手 动 控 制 状 态 下 通 过 按 下 按 钮 1SF1 常 开 触 点 1QAC 得电， 1QAC 常开触点吸合， 接通变频器控 制回路， 通过变频器启动电机。
0 引言
电气二次控制原理图简称为二次图， 作为电气 设计的一部分， 在建筑电气设计中一般处理方式为 两种： ① 按照设备需要实现的功能编辑逻辑控制图， 然后根据逻辑控制图绘制电气二次原理图； ② 根据 设备功能要求引用国家及地区现行实施的电气图集 相关部分内容。
然而由于目前建筑电气技术的快速发展， 涌现
1 几种常规简单逻辑控制原理
目前最常引用的电气控制电路图集是国家建筑标 准设计图集 10D303 - 2 ~ 3 《常 用 电 机 控 制 电 路 图 》。 在该图集中关于风机和水泵方面的方案较为复杂， 并 且由于逻辑的关系没有表述， 对于初学者来说理解有 一定的难度， 下文将对几种常规逻辑控制逐一叙述。 1. 1 排风兼排烟单速风机的控制原理
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图 2 排风兼排烟双速风机原理图示意 Fig. 2 Schematic diagram for double - speed fan for both ventilation and smoke evacuation
制启停并且均有信号反馈， 所以至少要配置 8 芯线； 如按国标图集直启线仅作为启动及反馈， 则最少配 置 4 芯线。
b. 自动控制状态下， 通过消防联动信号常开触 点 KA 闭合， 使 QAC 线圈得电启动风机。
c. 消防直启情况下， 常开触点 KA2 跨过转换开 关直接得电， 使 QAC 线圈得电启动风机。
Key words Schematic diagram of electrical secondary control Logic control CPS Frequency converter Soft starter Fan Single-phase motor Emergency lighting
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上， 启动结束时， 电机需要加上全部
电压， 此时软启动器的使命也就结束
了， 所以被设定程序控制的接触器短
路。 软启动器和变频器是两种完全不
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1. 4 带按钮控制盒补风机原理 现行规范对于厨房、 柴油发电机房、 燃气锅炉房
等排风机均要考虑事故排风， 室外门口和室内靠近风 机的位置需设置现场启动风机按钮， 使风机在内部和 外部都可以控制启停； 还有正压、 排烟、 排油烟等风 机设置于屋面， 当和相关控制柜距离较远时， 也会设 置现场控制按钮， 外接按钮的二次图的原理设计特点 是将外接部分以虚线框形式表示在二次图内， 需注意 如有外接指示灯一样要用虚线框表示出为外接 （如图 4 所示）。 事故风机的二次图， 其逻辑关系为：
BAI Yongsheng （Beijing Institute of Architectural Design， Beijing 100045， China）
Abstract Introduction is made for the basic design concept of common schematic diagram of electrical secondary control， for normally neglected details, design features of common electrical secondary control diagram， and for interlocking principle of switching over between duty and standby devices.
图 4 带按钮控制盒补风机原理示意 Fig. 4 Schematic diagram for air - compensation fan with pushbutton control box
是按钮处是否需要设置指示灯， 另外， 如果为多组按 钮则图中按钮位置并联设置即可。 1. 5 单相电机的控制原理
单相电机的控制原理 （如图 5 所示） 大体的控制 逻辑同三相一致， 需注意的是单相负荷较小， 则电流 很小， 所以不需要设置热继电器， 一般搭配中间继电 器使用。 中间继电器的结构和原理与交流接触器基本 相同， 与接触器的主要区别在于： 接触器的主触头可 以通过大电流， 而中间继电器的触头只能通过小电 流， 因为其过负荷能力比较小， 所以用于控制电路中
b. 自动控制状态下， 通过自控信号 KA1 常开触 点得电使 QAC1 线圈得电启动风机， 后同手动启动。
c. 风 机 等 设 备 故 障 报 警 后 ， 由 于 是 非 消 防 风 机 ， 所 以 主 电 路 的 BB 常 闭 触 点 打 开 断 开 主 回 路 ， BB常 开触点吸 合 ， KA2 线 圈 得 电 ， KA2 常 开 触 点 吸 合， 发出故障声光报警。
如果为消防兼平时两用双速电机， 它的控制原理 为低速运行时风机为星形接线， 为了达到更高的转速 在消防状态下为三角形接线， 二次图可以拆分为两组 电机来分别对待， 以排风兼排烟双速风机原理图的控
制原理图为例 （如图 2 所示）， 大体的控制逻辑是： a. 手动控制状态 下 的 启 动 方 式 同 1. 1， 该 图 增
a. 手动控制及自动控制同前文， 不再复述。 b. 通过箱外的按钮在现场或是房间外对风机进 行遥控时， 按钮 SF3 按下后 QAC 线圈得 电 接 通 主 电 路， 启动风机； 需远程关闭时， 按下 SF4， QAC 线圈 失电， 接触器失电断开主电路， 关闭风机。 需注意的
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图 3 联动阀门控制原理图示意 Fig. 3 Schematic control diagram for linkage valves
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常见电气二次控制原理图设计思路
白永生 （北京市建筑设计研究院有限公司， 北京市 100045） Design Concept of Common Schematic Diagram for Electrical Secondary Control