餐廚垃圾處理壓濾機控制系統(tǒng)設(shè)計

摘?要：介紹餐廚垃圾處理設(shè)備中分選壓濾機控制系統(tǒng)設(shè)計，詳細的講述控制系統(tǒng)設(shè)計涉及各方面技術(shù)，包括電氣原理設(shè)計、材料選型、程序設(shè)計等，對分選壓濾機在餐廚處理系統(tǒng)中功能進行描述。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾;壓濾機;自動控制;控制系統(tǒng)

緒論

隨著國家對餐廚垃圾處理持續(xù)關(guān)注，各地方政府對餐廚垃圾處理投入不斷的加大，餐廚垃圾的處理工藝已經(jīng)逐漸成熟，處理系統(tǒng)方案已經(jīng)穩(wěn)定。餐廚垃圾處理系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)包括進料系統(tǒng)、分選壓濾系統(tǒng)、三項離心系統(tǒng)、出料系統(tǒng)和后端處理系統(tǒng)。本文著重介紹分選壓濾系統(tǒng)中壓濾的控制系統(tǒng)設(shè)計。

分選壓濾機簡單介紹

臥式分選壓濾機具有分選、過濾、脫水、擠壓等技術(shù)綜合運用。具有連續(xù)進料連續(xù)出料等特點，對前端和后端所關(guān)聯(lián)的設(shè)備運行有一定的穩(wěn)定性，提高整套餐廚處理系統(tǒng)的可靠性和使用壽命，減少設(shè)備運行維護頻率和成本。臥式分選壓濾機工作原理是主電機通過鏈條和齒輪等結(jié)構(gòu)帶動傳動部分的有軸螺旋，垃圾由進料口進入分選壓濾機中，通過有軸螺旋正向旋轉(zhuǎn)不斷將垃圾向前輸送，由于有軸螺旋前端不斷縮小，同時對向從電機控制的頂錐的反作用力將垃圾的濾液在輸送的過程中不斷地擠出，擠出濾液的垃圾由有軸螺旋輸送的和頂錐中間的出料口送出，垃圾的濾液通過分選壓濾機底部的濾液緩存箱收集進行下一步處理。頂錐是從電機帶動的螺紋軸承結(jié)構(gòu)，從電機正轉(zhuǎn)時頂錐向前，從電機反轉(zhuǎn)時頂錐向后，繼而調(diào)整頂錐和有軸螺旋前段的相對縫隙的大小，使得分選壓濾機對垃圾的分離和擠壓效果達到理想狀態(tài)。同時頂錐的行程的前后端各設(shè)有一個限位開關(guān)，防止頂錐在前后調(diào)試位置時超過設(shè)定的螺紋軸承而脫軌。

總體結(jié)構(gòu)

分選壓濾機總體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1.主電機裝置?2.傳動軸?3.進料口?4.有軸螺旋?5.從電機裝置?6.觀察口?7.電控柜?8.側(cè)封板9.濾液緩存箱?10.液位傳感器?11.濾液輸送泵12.人梯

電氣控制原理設(shè)計

為滿足整套餐廚垃圾處理系統(tǒng)工作，分選壓濾機設(shè)計三種工作模式：手動控制模式、自動控制模式、檢修停機模式。自動控制由PLC+觸摸屏實現(xiàn)，整個自動控制過程無需人員參與。手動控制時需要人員在觸摸屏上設(shè)置電機轉(zhuǎn)速、電機轉(zhuǎn)向、電機加速時間等參數(shù)，參數(shù)設(shè)置完成保存后，點擊觸摸屏的控制按鈕，電機才能執(zhí)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。

電氣控制柜設(shè)計

電控柜的設(shè)計考慮使用環(huán)境的因素和標(biāo)準(zhǔn)化，采用威圖標(biāo)準(zhǔn)柜，在電控柜的左下和右上分別設(shè)置了進風(fēng)扇和排氣扇以保證電控柜內(nèi)溫度，進風(fēng)扇和排氣扇的設(shè)備時通過空氣對流的原理不斷的更換電控柜的空氣，新的空氣不斷地進入電控柜使得電控柜內(nèi)的溫度下降。與自然風(fēng)冷的方式相比，設(shè)置進風(fēng)扇和排氣扇的好處理是能更好的保證電控柜的溫度恒定在一定的溫度范圍，同時提高電控柜的防護等級。

整個電控柜采用上下和左右結(jié)構(gòu)相結(jié)合，按上下結(jié)構(gòu)分為總分式，總斷路器、總控制器和總控制回路從上至下一次排開，總整體結(jié)構(gòu)清晰明了方便維護和檢修;按左右結(jié)構(gòu)分為左強右弱，電控柜柜內(nèi)強電和弱電分離，強電線路在電控柜內(nèi)左側(cè)，信號線在控制柜右側(cè)，從而保證信號線和控制線不受強電線路干擾。除變頻器和總斷路器外電氣原件均為導(dǎo)軌式安裝，上下層之間用線槽進行防護。所有的進線出線均設(shè)置在控制柜的下端，采用端子連接，便于進出線的梳理和線路檢查。

電控柜門板上設(shè)置急停按鈕、手自動旋鈕、電源指示燈、故障指示、啟動按鈕、停止按鈕、復(fù)位按鈕和斷路器開關(guān)。手自動按鈕用來旋轉(zhuǎn)切換設(shè)備運行模式，當(dāng)旋鈕選擇在手動時設(shè)備需要在觸摸屏上手動控制啟動或停止、正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn);當(dāng)旋鈕選擇在自動時設(shè)備將按照PLC內(nèi)的程序自動運行。啟動按鈕和停止按鈕分別控制系統(tǒng)自動時的啟動和停機，當(dāng)進行操作時相應(yīng)的指示燈會點亮。復(fù)位按鈕用來復(fù)位變頻器的當(dāng)前故障，當(dāng)變頻器故障時故障時會提示系統(tǒng)存在故障，這時需要先處理已經(jīng)發(fā)生的故障，然后在點復(fù)位按鈕這是變頻器才會復(fù)位從新啟動，如果變頻器發(fā)生故障后，沒有處理故障信號直接點復(fù)位按鈕是不能復(fù)位變頻器從新啟動。

程序設(shè)計

控制系統(tǒng)PLC選用西門子S7-1200系列，觸摸屏是西門精致系列，編程軟件為博圖TIA?V16。程序設(shè)計包括：硬件組態(tài)、PLC程序、觸摸屏程序等。

6.1硬件組態(tài)

硬件組態(tài)包括PLC硬件組態(tài)、觸摸屏硬件組態(tài)和變頻器硬件組態(tài)。在博圖中硬件組態(tài)時硬件型號要根據(jù)材料清單中選擇匹配的型號和版本號，如型號或版本號錯了可能后期下載是會無法下載或提示需要升級固件版本號。組態(tài)號硬件后要在設(shè)備組態(tài)中配置好所有組態(tài)的IP地址，因為使用profinet通訊時局域網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備需要在一個網(wǎng)段內(nèi)，否則會無法訪問連接。另外需要注意當(dāng)PLC存在擴展模塊時，擴展模塊的I/O地址要根據(jù)硬件組態(tài)顯示的I/O地址一致，不能自己任意修改?。

6.2?PLC程序

手動控制程序由觸摸屏上按鈕點擊觸發(fā)信號，主電機和從電機按照設(shè)定好的程序進行加速減速、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，手動時可以在觸摸屏修改電機運行時轉(zhuǎn)速值。

自動控制程序由變頻器通訊程序塊、傳感器模擬量信號程序塊、邏輯程序塊等過了。自動程序運行時主程序調(diào)用各程序塊，按照設(shè)定好的程序邏輯執(zhí)行。

6.3觸摸屏程序

在觸摸屏設(shè)置功能畫面，不同的功能畫面實現(xiàn)不能的功能，包括：主畫面、手動控制、參數(shù)管理、系統(tǒng)時間、故障記錄、用戶權(quán)限等。主畫面為開機畫面，用來顯示公司信息、顯示信息等;手動控制畫面用來顯示手動控制時相關(guān)的按鈕及指示等元素;參數(shù)管理用來修改和查看系統(tǒng)運行參數(shù);系統(tǒng)時間用來校準(zhǔn)系統(tǒng)時間;故障記錄用來查看實時故障記錄和歷史故障記錄，可以分析總結(jié)出系統(tǒng)的問題所在從而優(yōu)化設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性;用戶權(quán)限用來登錄權(quán)限用戶，參數(shù)修改只有登錄權(quán)限賬號后才能修改參數(shù)。

結(jié)語

分選壓濾機的程序設(shè)計要符合所在項目的應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實際情況選擇合適的電控柜以保證電控柜正常運行，程序設(shè)計要滿足當(dāng)前系統(tǒng)的功能需求，簡單靈活不要追求華而不實，控制系統(tǒng)要考慮成本和質(zhì)量，也要考慮后期維護檢修。

參考文獻：

[1]王慶德，宋守生.PLC?控制系統(tǒng)在壓濾機上的應(yīng)用[J].工業(yè)技術(shù)，2013，06（下）.

[2]張思春.廢液壓濾機自動控制系統(tǒng)故障分析及處理[J].純堿工業(yè)，2017，05.

[3]羅祖源.壓濾機自動化控制系統(tǒng)的改造分析[J].煤炭與化工，2018，41（12）.

[4]劉志杰.鐵礦選礦壓濾控制系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2019，11.

作者簡介：張欣（1990—??），男，滿族，遼寧鐵嶺人，本科，助理電氣工程師，研究方向：環(huán)保設(shè)備。