羅賢+李雪嬌+劉拯坤

摘 要：垃圾擠干系統(tǒng)主要是通過對(duì)生活垃圾進(jìn)行加工，加進(jìn)添加劑，經(jīng)過反應(yīng)、成型后可以獲得具有高熱值的燃料（即垃圾再生煤）。文章以PLC為主控制器設(shè)計(jì)擠干機(jī)設(shè)備的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾擠干工藝工作過程的控制，包括自動(dòng)控制和手動(dòng)控制部分，輸入輸出都采用三菱觸摸屏控制顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾擠干機(jī)的參數(shù)設(shè)定等。

關(guān)鍵詞：PLC；液壓傳動(dòng)；電動(dòng)機(jī)；觸摸屏

中圖分類號(hào)：R124.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）30-0154-02

引言

垃圾環(huán)保再生煤是利用生活垃圾為主要原料，通過添加具有企業(yè)獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“環(huán)保再生煤添加劑”，制造成一種垃圾固體燃料，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于或等同于天然煤產(chǎn)品，深度致力于城市生活垃圾深度“減量化”“無害化”和“資源化”的處理。

垃圾再生煤的生產(chǎn)過程主要包括磁選、擠干、破碎、烘干、混料、攪拌、反應(yīng)、成型等過程，而本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)擠干和破碎這兩部分進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。

本文介紹了一種基于PLC和觸摸屏的垃圾擠干機(jī)系統(tǒng)，它結(jié)合了觸摸屏和PLC的優(yōu)點(diǎn)，可以很好的實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，并利用觸摸屏實(shí)現(xiàn)壓力和運(yùn)行狀態(tài)的顯示；通過反復(fù)試驗(yàn)和改進(jìn)，最終達(dá)到可靠性、實(shí)用性、推廣性較好的目標(biāo)。

1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

本文主要針對(duì)可垃圾擠干機(jī)系統(tǒng)，提出了基于觸摸屏和PLC的控制系統(tǒng)。采用PLC控制電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳料帶的動(dòng)與停，進(jìn)而控制垃圾的移動(dòng)，從其他地方送入到擠干裝置的漏斗中。同樣采用PLC來控制液壓裝置，本方案主要采用液壓裝置來實(shí)現(xiàn)從漏斗中落下的垃圾進(jìn)行擠干，推動(dòng)，破碎這一系列連續(xù)動(dòng)作。在擠壓的過程中，主液壓缸中的壓力控制采用壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量間的轉(zhuǎn)換，并反饋到系統(tǒng)使主擠壓缸實(shí)現(xiàn)加壓，保壓，卸壓等動(dòng)作。并將轉(zhuǎn)換后的量再通過觸摸屏實(shí)現(xiàn)壓力的顯示，方便工作人員了解整體裝置的工作情況。方案的輸入控制都采用三菱觸摸屏控制，輸出的壓力顯示也同樣采用觸摸屏，來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的顯示。

2 設(shè)計(jì)方案的選擇

本系統(tǒng)主要以三菱FX2N系列PLC為核心設(shè)計(jì)其電氣控制電路，具體的系統(tǒng)方案結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。從系統(tǒng)方案的結(jié)構(gòu)圖可知，本垃圾擠干機(jī)控制系統(tǒng)是以PLC為核心作為主控模塊的，各電氣控制閥以及顯示裝置等設(shè)計(jì)為它的外圍裝置。PLC控制觸摸屏顯示輸入輸出為主，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中電機(jī)，液壓缸中的繼電器，電磁閥等的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾擠干工藝工作過程的控制，方案包括自動(dòng)控制和手動(dòng)控制部分，輸入輸出都采用三菱觸摸屏控制顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾擠干機(jī)的參數(shù)設(shè)定，以及運(yùn)行狀態(tài)的顯示，方便實(shí)用。

3 過程論述

輸入信號(hào)是將擠干機(jī)的工作狀態(tài)和操作的信息提供給PLC。PLC的輸入信號(hào)共有個(gè)23個(gè)輸入信號(hào)點(diǎn)。這23個(gè)輸入點(diǎn)包括行程開關(guān)，手動(dòng)操作時(shí)的一些輸入點(diǎn)，啟停按鈕等等，其中手動(dòng)輸入的部分采用的是輔助繼電器（M）13個(gè)，其他用的是普通輸入繼電器（X）10個(gè)。通過PLC與觸摸屏的連接使用，最終由觸摸屏來進(jìn)行輸入。輸出信號(hào)有15個(gè)，PLC的輸出信號(hào)用來控制電機(jī)1來控制傳料帶的傳動(dòng)，電機(jī)2來啟動(dòng)液壓泵。加上控制的液壓電磁閥，原點(diǎn)指示燈，報(bào)警燈等一起需要15個(gè)輸出信號(hào)點(diǎn)。同樣由觸摸屏來進(jìn)行輸出顯示。具體的軟元件I/O端子分配如下表1所示。

4 調(diào)試

為了便于編程，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)軟件時(shí)將手動(dòng)程序和自動(dòng)程序分別編出獨(dú)立的程序段，再用條件跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)行選擇。垃圾擠干機(jī)的控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。其原理是，公共部分的程序一通電馬上執(zhí)行，當(dāng)選擇手動(dòng)工作方式時(shí)，X30接通，其常閉觸頭打開，程序不跳轉(zhuǎn)（CJ為跳轉(zhuǎn)指令，如果CJ驅(qū)動(dòng)，則跳轉(zhuǎn)到指針P所指的P0處），執(zhí)行手動(dòng)程序。之后，由于X31常閉觸點(diǎn)，當(dāng)執(zhí)行CJ指令時(shí)，跳轉(zhuǎn)到P1所指的結(jié)束位置。當(dāng)選擇自動(dòng)工作方式時(shí)（即X30常閉閉合，而X31常閉打開），則程序執(zhí)行時(shí)跳過手動(dòng)程序，直接執(zhí)行自動(dòng)程序。

對(duì)程序進(jìn)行運(yùn)行仿真，程序的仿真和觸摸屏模塊的設(shè)計(jì)與仿真。排除編寫時(shí)存在的一些問題，同時(shí)驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，使系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要從兩個(gè)方面出發(fā)：一是要以三菱FX2N系列PLC為核心設(shè)計(jì)其電氣控制電路，完成要求實(shí)現(xiàn)的各種功能；二是要從性能和成本方面出發(fā)，使得系統(tǒng)功能盡可能完善。本設(shè)計(jì)比較經(jīng)濟(jì)，適用范圍廣，可靠性強(qiáng)，原理簡(jiǎn)單，經(jīng)過改善后也可以應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)的其他領(lǐng)域。

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