1、设计题目 餐厨垃圾处理设备的安装调试学生姓名 兰家强 学 号 0210080413 指导教师 应 钦 兰 专 业 机电一体化技术 年 级 2008 级 指导教师 （签名） 年 月 日教研室主任（签名） 年 月 日浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书摘 要本文主要讲述了餐厨垃圾处理设备电气控制系统的安装和对设备的调试。论文首先介绍了设备重要电器元件的工作原理和电动机、变压器的选用方法，并描述设备所用电动机、变压器的参数；然后重点介绍了对给出的电气控制原理图进行正确的电气安装和线路连接以及对安装好的设备进行通电调试，从中分析涉及到的电器元件所参与的动作状态；最后介绍设备的保护系统和参数的设置改变
2、。关键词：电气控制 电器元件 安装 调试浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书目 录1 引 言 .12 设备电器元件 22.1 开关介绍 22.1.1 光电接近开关 22.1.2 温度开关 .22.1.3 微动开关 .22.2 红外温度传感器介绍 22.3 电流变送器介绍 32.4 微波介绍 32.5 滤波器介绍 33 设备所用电动机、变压器及其选用 43.1 设备所用电动机及其选用方法 43.2 设备所用变压器及其选用方法 54 设备电气控制的安装连接 64.1 概述 64.2 电气控制原理图 64.3 设备的安装步骤 84.3.1 电器设备元件的安装 .84.3.2 电气控制线路的连接 .
3、85 设备的调试 .105.1 设备操作系统原理图 .105.2 设备调试 .106 设备的保养 .127 结束语 .138 谢 辞 .149 参考文献 .15浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 1 页 共 15 页1引 言什么是机电一体化？当我在校学习完学校教学安排的课程之后仍带着疑问走进企业参加顶岗实习，在企业接近一年的实习中，让我体会到了机电一体化的概念，也参与了简单的实践。机电一体化简单的说是机跟电之间的相互控制，电控制机实现机控制电的一体化。我们常见的能实现机电一体化控制的元件有行程开关、接近开关、光电开关、微动开关等一些传感器。餐厨垃圾处理设备运用了接近开关、微动开关实现机电
4、一体化，从而也为设备和操作人员增加了安全系数。目前该设备还未全面投入市场，只是作为一些长期在海上生活工作的大型轮船使用，以实现海域的环境保护和轮船的清洁卫生。但随着人类对环境保护意识的不断提高和能实现餐厨垃圾资源的再度利用，随着该设备的不断创新发展，将来定会更多的运用社会生活中。图 1.1 餐厨垃圾处理设备浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 2 页 共 15 页2设备电器元件2.1 开关介绍2.1.1 光电接近开关光电接近开关（如图 2-1）是一种无需与运动部件进行机械接触而可以操作的开关。当物体与之接近并达到一定距离时，即可使开关动作发出信号，从而实现机械运动的控制。它可应用于对物体的
5、位置检测、计量零部件计数、检测控制齿轮转速。2.1.2温度开关温度开关是一种用双金属片作为感温元件的温度开关，电器正常工作时，双金属片处于自由状态，当温度升高至动作温度值时，双金属元件受热产生内应力而迅速动作，打开或闭合触点，切断或接通电路，从而起到热保护作用。当降度降到重定温度时触点会自动闭合或断开，恢复正常工作状态。2.1.3微动开关微动开关（如图 2-2）是一种施压促动的快速开关，又叫灵敏开关。其工作原理是：外机械力通过传到元件（按钮、杠杆、滚轮等）将力作用于动作簧片上，并将能量积聚到临界点后，产生瞬时动作，是动作簧片末端的动触点与定触点快速接通或断开。其用于需频繁换接电路的自动控制及安
6、全保护等装置中。2.2 红外温度传感器介绍红外温度传感器即红外温度测温仪，可以直接测量目标温度而无需接触目标。其工作原理是通过图 2.2 微动开关图 2.1 光电接近开关浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 3 页 共 15 页测量目标发射的红外辐射强度计算出物体的表面温图 2.3 红外温度传感器2.3 电流变送器介绍电流变送器可以直接将被测主回路交流电流或直流电流转换成按线性比例输出的 DC420mA（通过250 欧姆电阻转换 DC15V 或通过 500 欧姆电阻转换DC210V）恒流环标准信号，连续输送到接受装置。它分为直流变送器和交流变送器两种。图 图 2.4 电流变送器 2.4 微
7、波介绍微波能是由直流电或 50MHZ 交流电通过一特殊的器件来产生，这一过程是将 220V 交流电压通过高压变压器和高压整流器，转换成 2500V 左右的直流电压送到微波发生器产生微波。可以产生微波的器件有许多种，主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，这样能产生大功率微波能量的器件常见的有磁控管（如图 2-5）和速调管，其中磁控管每秒能产生振动频率为 24.5 亿次得微波。微波可以用来消毒杀菌、加热、传播信号，它能被硅橡胶吸收，能被金属物反射，能反复穿透食物进行加热。2.5 滤波器介绍滤波器就是能够实现从宽广的频率范围中选出所需频率成分，
8、而将其余部分加以滤除这一功能的选频网络。它是利用电感器的隔高频通低频的性质和电容器通高频隔低频的性质进行组合形成这一功能的电路元件。滤波器在数据传图 2.5 磁控管浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 4 页 共 15 页送、电报、传真、广播电视、雷达.3设备所用电动机、变压器及其选用3.1 设备所用电动机及其选用方法电动机选择主要按电压等级，按环境条件，按机械需要功率，按电动机转速进行选用。在本设备中使用的粉碎电机用于直接带动粉碎机对餐厨垃圾进行粉碎。餐厨垃圾包含的物品种类有一些硬度比较大，比如动物骨头，甚至还有石头、金属等这些强硬度之类的东西，这样它所需要的转矩要大，因此粉碎电机选择的
9、功率要大些，粉碎机的转速要低，910r/min 比较适合，选择磁对数为三对的异步电动机。脱水电机用于对粉碎的餐厨垃圾进行脱水，水在高转速的情况下才会分离较快，转速 2800r/min 比较适合，垃圾含有的水分才会脱离的较干。因此对电机的要求转速要高，同时转矩要达到。垃圾经脱水处理还是含有部分水分，要对垃圾粉末进行烘干才能较长时间储存，因此要在烘干工程中不断的对垃圾粉末进行搅拌，这样要选择一个粉碎电机，它有一定的转速比输出，所以对转矩没多少要求，转速只要能到达转速比的输出就可以了。设备在运行中需要对高压变压器油箱进行降温，因此需要一个马达带泵抽水通过管道循环水对油箱冷却，对电机的要求转速要高，转
10、矩也要保证。该设备所选用的电机参数见表 3-1额定转矩（Nm）=9550额定功率（KW）/额定转速(r/min)表 3-1 CLCZ-50 餐厨垃圾处理设备所用电机参数粉碎电机脱水电机 搅拌电机 磁力泵额定功率(W)1100 550 250 370转速/（r/min）910 2800 1400 2800额定电压（V）380 380 380/440 380浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 5 页 共 15 页电流（A）3.2 1.35 0.7/0.8 1.13.2 设备所用变压器及其选用方法变压器的选用根据电源的电压等级、用电负荷量。在正常运行时，应使变压器承受的用电负荷为变压器额定容量
11、的 7590。根据变压器铭牌标示的技术数据逐一选择。一般应从变压器容量、电压、电流及环境等方面综合考虑。不要大马拉小车，造成浪费。运行中如实测出变压器实际承受负荷小于 50时，应更换小容量的变压器，如大于变压器额定容量应立即更换大容量的变压器。本设备要为磁控管提高高压产生微波，要求的电压为 2300V 直流电压，所以要将 220V 的电压通过变压器变压到2300V 在通过整流电路达到目的。在控制电路中设备所用到的变压器容量为 250VA，额定电压 380V，二次电压输出有 220V/24V。电压器的容量是根据设备功率（P=根号 3UI 功率因数）来确定的。图3.1 250VA 变压器 浙江广厦
12、建设职业技术学院毕业设计说明书第 6 页 共 15 页4设备电气控制的安装连接4.1 概述安装设备先要明确电器的安装位置，安装要求，以及电机采用的启动方式，做到正确快速的安装好电器设备，这样才能合理布置电气控制线路的安装连接，达到工艺上所要求的美观。在连接电气控制线路之前要深入理解电气控制原理图，分析控制电路的工作原理及采取哪些保护措施，明确走线工艺及每个触点所在的位置和电器元件的接线，特别是光电接近开关、微动开关、红外温度传感器、温度开关和电流变送器的接线。还要对电缆线进行选用，主电路要采取几平方毫米控制线路是几平方毫米要达到技术上的要求。4.2 电气控制原理图该设备的电气控制原理图如图 4
13、-1 所示浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 7 页 共 15 页技术说明：该设备的动作程序是由单片机控制的，RO1RO9 为单片机的输出触点，LB 滤波器，M1M5 分别为粉碎电机、脱水电机、搅拌电机、磁力泵电机、离心分机电机，BK 为控制变压器浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 8 页 共 15 页图 4.1 CLCZ-50 机电气原理图浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 9 页 共 15 页4.3 设备的安装步骤4.3.1电器设备元件的安装首先安装大型的电气设备：安装高压变压器包括变压器油箱安装热交换器、磁力循环泵，用于对设备的冷却安装微波腔体 ；接着安装电机：安装粉碎
14、电机安装脱水电机安装搅拌电机；然后把八个磁控管安装在微波腔体左侧和上部，分别为左侧 5 个上部 3 个；最后安装电器控制元件：空气开关、滤波器、控制变压器、熔断器、断路器、电流变送器、接触器、热继电器分别安装在电气控制箱内光电接近开关固定在粉碎机传动轮上，微动开关固定在微动门处，两个温度开关分别固定在微波腔体左侧其中一个磁控管和上部其中一个磁控管上，两个红外温度传感器固定在微波腔体上部的对角处。这样就把设备电器元件都安装好了，如图 4-2。4.3.2电气控制线路的连接首先连接电控箱里的线路，引入三根线为三相线 L1、L2 、L2 到空气开关熔断器滤波器控制变压器一次侧；从滤波器的负载侧引出三相
15、线到接触器 KM1 主触点入端，出端到热继电器的入端，在热继电器 FR1 出端引出三相线 U1、V1、W1 到粉碎电机的接线端。从接触器 KM1 的引入主触点处并联引出三相线 U2、V2、W2 到 KM2 主触点入端，再从出端引出 U2、V2 、W2 接KM1 出端的 W1、V1、U1（电机的正反转接法） 。从 KM2 主触点接入端引出三相线 U3、V3、W3 接 KM3 主触点入端，直接从热继电器 FR2 出端引出三相线标为 U3、V3、 W3 接到脱水电机进线端（接触器引出的主触点和继电器引入的主触点两者以用引脚连接好） 。同样的从KM3 主触点接入端引出三相线 U4、V4、W4 接 KM
16、4 主触点入端，直接从热继电器 FR3 出端引三相线标为 U4、V4、W4 接到搅拌电机接线端。磁力泵电机和离心分机的控制线路引入线的方法与搅拌电机的引入方法相同，分别从KM5、 KM6 引入 U5、V5、W5 和 U6、V6、W6 到 FR4、FR5 再到电机。微波烘干组引入线从 KM6 主触点入端引出 U7、V7、W7 到断路器 QF1 的入端，出端到 KM7 主触点入端，在 FR6 主触点出端到电流变送器1、2、3 号，最后接到微波烘干组 1；微波烘干组 2 的接法是从 KM7 主触点入端引出 U8、V8、W8 到 QF2 的入端， QF2 的出端接 KM8 的主触点入端，在图 4.2
17、装配中的 CLCZ-50 机浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 10 页 共 15 页FR7 主触点出端 U8、W8 相接到电流变送器 4、5 号在三相线接到微波烘干组2；微波烘干组 3 的接线是从 KM8 引出 U9、V9、W9 到 QF3 再到 KM9 到 FR8引出到电流变送器 6、7、8 号最后到微波烘干组 3。控制变压器的二次侧引出 AC220V 的 L、N 线到控制器入端、腔体照明灯和操作面板显示器。控制变压器的二次侧另一组引出 AC24V 到热继电器 FR1的常闭辅助触点进出端点，从 FR1 常开辅助触点的入端引一根线到 FR2 常开辅助触点入端，依次类推到 FR9 的常开
18、辅助触点；从 FR1FR9 常开辅助触点的出端引线和 AC24V、AC24COM 共 11 根线接在端子上，插入控制器的指定端口，在从控制器的出线端口引出 9 根线标记为 RO1RO9 分别接接触器 KM1KM9 的线圈 A1 端 A2 端接 AC24VCOM 并引出 11 根端子接入操作面板显示器；从电流变送器 18 号引出 CIN1CIN8 8 根线接在端子上，插入控制器指定端口，在从控制器的端口相应的引出 COUT1COUT8 8 根线插到操作面板显示器 。光电接近开关的 3 根线为棕、黑、兰分别接 DC24V、信号输入、0V；红外温度传感器红、黑两根线分别接 DC24V、0V；微动开关
19、有三个接线端为 COM、NO、NC，这里接 NO（常开端）和 COM（公共端） ，属于常开型；温度开关也有三个接线端 COM、NO、NC ，这里接常开型；从这里共有 9 根线接入端子插入控制器指定端口，再从控制器端口引出 9 根线接入操作面板显示器。以上电机要可靠接地，电机接近电缆外套屏蔽线，电控箱外部电气元件到电控箱进线电缆外套屏蔽线，电控箱（如图 4-3） 、控制器和操作面板显示器都要可靠接地。这样所有的电器设备元件安装、连接都算完成了。最后用万用表检测下连接线路是否出现接错现象，检测电机进线端三相电阻是否平衡，检测线路是否出现短接、漏接，检测完毕后可进行通电调试。图 4.3 电控箱浙江广
20、厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 11 页 共 15 页5 设备的调试5.1 设备操作系统原理图CLCZ-50 餐厨垃圾处理设备操作系统原理图如图 5-1 所示手动 自动 自动 手动 热交换器图 5.1 CLCZ-50 垃圾处理设备操作系统原理图5.2 设备调试闭合空气开关 QS，指示灯亮，设备处于通电状态，在操作面板上按下粉碎/脱水键，接触器 KM1、KM3 线圈得电，主触点闭合粉碎机脱水机开始运转，然后把餐厨垃圾缓缓倒进粉碎机进口对其进行粉碎，这时光电接近开关对粉碎机进行脉冲采集发送到控制器中，当遇有难粉碎的硬物一时难粉碎时，粉碎机会突然卡死，这时光电接近开关把采集的脉冲信号发送给控制器
21、，控制器迅速做出处理，使粉碎机来回转动，直至采集到的信号正常为止。垃圾粉碎好之后将管道清洗与垃圾脱出来的污水通过排污管道排放，通过粉碎脱水的垃圾碎末会自动流到微波腔体中等待烘干。闭合断路器 QF1、QF2 、QF3 ，关上微波门按下烘干键，使接触器KM7、 KM8、 KM9 线圈得电，主触点闭合微波烘干组工作开始对垃圾碎末进行烘干，设定微波腔体的温度，一般设为 99；同时 KM4、KM6 线圈也得电，主触点闭合搅拌电机开始搅拌，离心分机开始运作，对烘干出来的蒸气进行排放。微波烘干组的电流通过电流变送器显示在操作面板上，一般显示电流的大小为 55mA餐厨垃 圾 脱水 粉碎清洗管道污水排放放蒸汽离
22、心分机排气烘干变压器油箱装袋封存污水浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 12 页 共 15 页左右，用钳型万用表测量 U7、V7、W7，U8、V8、W8 ，U9、V9、W9 各自的电流大小，结果与操作面板显示的电流大小一致的话，说明微波烘干组工作属于正常的；在搅拌机工作时要不时的观看搅拌刀片是否在转动，有时它会被机械卡住停止不动，这时要按下急停键，使微波烘干组停止工作，取出搅拌刀片调整安装使它恢复正常工作情况，关上微波门然后重新按下烘干键，微波烘干组再对垃圾粉末烘干。观看操作面板显示器的温度是微波腔体垃圾碎末的温度，它是通过两个红外温度传感器通过单片机处理显示两者的平均值，温度会缓慢的上
23、升，直到设定的温度。用手摸摸高压变压器油箱温度是否正常，一般情况下低于 45,。当温度达到 45时，温度开关会闭合，热交换器开始工作，对变压器油箱和磁控管进行冷却。当变压器温度感觉比较高时，这时就要检测冷却系统、磁力循环泵是否有在工作，是否有冷热水在循环交替，有无水进，管道是否有漏水等等。当微波腔体的温度达到预置的温度并超过 1时，即操作面板显示的温度为 100时，微波烘干组会自动停止工作，这样垃圾被烘干完毕，取出容器微波烘干桶（材料是塑料的）里的垃圾渣，用密封袋进行密封储存。这样对设备的调试就完毕了，之后对设备进行清洁保养等待下次使用。浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 13 页 共
24、15 页6设备的保养设备要可靠接地：设备的电机，电控箱采取保护接地措施；设备微波腔体的温度很高，微波有辐射，会杀死人体细胞，所以在微波门处安装了微动开关，当微动门打开时，微波烘干组由于断电而不在工作，这样对操作人员起到保护作用；在粉碎机皮带轮处安装了光电接近开关，当有骨头之类的硬东西一时难粉碎时，粉碎电机会来回正反转，直到把骨头粉碎为止，这样保护了电机的安全。高压变压器油箱工作时温度比较高采取了热交换器来循环水对其进行冷却。微波烘干组中的磁控管产生微波，温度也比较高，也需要对其进行冷却。设备的参数设置是设置设备烘干物体的温度，当烘干温度达到时微波烘干组自动停止工作，该设备的外观图如图 6-1
25、所示。图 6.1 CLCZ-50 垃圾处理设备外观图浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 14 页 共 15 页7结束语毕业设计现已完成了，通过这次设计的制作让我对现在的工作越来越有信心，对自己未来从事电工行业的前景更有把握。在本次设计制作中查阅能许多资料，让我接触了较多新的知识，使我在对设备安装步骤上更加清晰，对设备的调试流程更加的熟练；对我今后的工作设备的安装、调试、保养及维修有很大的帮助，也为我在今后对电气控制方面的设计提供有力的支持。毕业设计是综合运用所学知识进行设计实践的环节，为对我们在生产实际中进行调查研究的能力、观察问题、分析问题能力的培养至关重要。通过毕业设计的锻炼，我们运
26、用所学知识的能力、解决问题的能力、创新设计的能力都得到了很好的锻炼和加强。经过一年的磨练和奋斗，感觉自己进步很大，发现了自己的能力和未被挖掘的潜力。毕业设计不仅使我完善和复习了以前所学知识，同时从老师和同组同学那里学到了在课本上学不到的知识。它们将对我以后的工作、学习和生活产生深远影响。总之，一句话，毕业设计使我受益匪浅！浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 15 页 共 15 页8 谢 辞三年的学习生活转瞬即逝,让人有些措手不及的感觉,好象还没开始已经结束。时间的流逝其过程中经历的坎坷使一个人慢慢成熟，因而我对过去的日子和给过我鼓励、帮助的人们总是心怀感激，并让我倍加珍惜未来的生活。在最
27、后的一段时间里是最考验我们的时候.毕业设计是我们在大学里的最后一课,任务非常艰巨,要求也很严格.通过本次毕业设计，使对以前所学知识进行的一次系统而全面的巩固和复习。在此次的毕业设计中,我遇到了许多的困难。在学校各个部门及老师同学的帮助下我完成了毕业设计，因此我真诚的向那些给我帮助和指导的部门和个人致意我的谢意。首先要感谢学院和机电系,为我们能较好进行设计提供了很多的帮助，为我们能顺利进行毕业设计提供了前提。还应该感谢学校图书馆,给我们提供了大量的资料,对我解决设计中碰到的问题提供了很大的帮助。其次,要感谢我们的设计指导老师：应钦兰老师。本次毕业设计是在她的悉心指导下展开的。从设计题目的提出到设
28、计的完成，老师都在关注我们的进度，老师一丝不苟的治学态度和高度的责任感，在做毕业设计的过程中时刻影响和教育着我，使我难忘和感动。在此论文完成之际，谨向应老师以最衷心的感谢。浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 16 页 共 15 页9参考文献1 李世林. 电气装置和安全防护手册.北京.中国标准出版社.2006.32 张学仪. AutoCAD2008 电气设计基础教程.北京.人民邮电出版社.2008.23 方晨. AutoCAD2006 机械制图实用教程.上海科学普及出版社.2006.74 丁学恭. 电器控制与 PLC.杭州.浙江大学出版社.2008.45 孙余凯.电气线路和电气设备故障检修.北京.电子工业出版社.2007.66 张春雷.宋家成.常用机电设备电气维修.北京.中国电力出版社.2007.97 谭维瑜.电机与电气控制.北京.机械工业出版社.2005.38 李祥新.电机选用安装与故障检修.北京.中国电力出版社.2007.39 李金钟.电机与电气控制.北京.中国劳动社会保障出版社.2007.7浙江广厦建设职业技术学院毕业设计说明书第 17 页 共 15 页
