餐厨垃圾处理设备论文21533.doc

设计题目 餐厨垃圾处理设备的安装调试 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。 关键词：电气控制 电器元件 安装 调试 目目 录录 1 引 言 .1 2 设备电器元件 2 2.1 开关介绍 2 2.1.1 光电接近开关 2 2.1.2 温度开关.2 2.1.3 微动开关.2 2.2 红外温度传感器介绍 2 2.3 电流变送器介绍 3 2.4 微波介绍 3 2.5 滤波器介绍 3 3 设备所用电动机、变压器及其选用 4 3.1 设备所用电动机及其选用方法 4 3.2 设备所用变压器及其选用方法 5 4 设备电气控制的安装连接 6 4.1 概述 6 4.2 电气控制原理图 6 4.3 设备的安装步骤 8 4.3.1 电器设备元件的安装.8 4.3.2 电气控制线路的连接.8 5 设备的调试.10 5.1 设备操作系统原理图 .10 5.2 设备调试 .10 6 设备的保养.12 7 结束语.13 8 谢 辞.14 9 参考文献 .15 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 第 2 页 共 15 页 2 设备电器元件 2.12.1 开关介绍开关介绍 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 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，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 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) 1100550250370 转速 /（r/min） 910280014002800 额定电压 （v） 380380380/440380 第 5 页 共 15 页 电流 （a） 3.21.350.7/0.81.1 3.2 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 第 6 页 共 15 页 4 设备电气控制的安装连接 4.14.1 概述概述 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。 4.24.2 电气控制原理图电气控制原理图 该设备的电气控制原理图如图 4-1 所示 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 第 8 页 共 15 页 图 4.1 clcz-50 机电气原理图 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 km4 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 装配中的 clcz-50 机 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。 图图 4.3 电控箱电控箱 第 11 页 共 15 页 5 设备的调试 5.15.1 设备操作系统原理图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 5.25.2 设备调试设备调试 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，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 离心分机排气 烘 干 变压器油箱 装袋 封存 污 水 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。 第 13 页 共 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 所示。 图 6.1 clcz-50 垃圾处理设备外观图 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！ 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