餐廚垃圾處理壓濾機控制系統設計

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

關鍵詞：餐廚垃圾;壓濾機;自動控制;控制系統

緒論

隨著國家對餐廚垃圾處理持續關注，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逐漸成熟，處理系統方案已經穩定。餐廚垃圾處理系統組織結構包括進料系統、分選壓濾系統、三項離心系統、出料系統和后端處理系統。本文著重介紹分選壓濾系統中壓濾的控制系統設計。

分選壓濾機簡單介紹

臥式分選壓濾機具有分選、過濾、脫水、擠壓等技術綜合運用。具有連續進料連續出料等特點，對前端和后端所關聯的設備運行有一定的穩定性，提高整套餐廚處理系統的可靠性和使用壽命，減少設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構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構，從電機正轉時頂錐向前，從電機反轉時頂錐向后，繼而調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。同時頂錐的行程的前后端各設有一個限位開關，防止頂錐在前后調試位置時超過設定的螺紋軸承而脫軌。

總體結構

分選壓濾機總體結構如圖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

電氣控制原理設計

為滿足整套餐廚垃圾處理系統工作，分選壓濾機設計三種工作模式：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，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置電機轉速、電機轉向、電機加速時間等參數，參數設置完成保存后，點擊觸摸屏的控制按鈕，電機才能執行正轉或反轉。

電氣控制柜設計

電控柜的設計考慮使用環境的因素和標準化，采用威圖標準柜，在電控柜的左下和右上分別設置了進風扇和排氣扇以保證電控柜內溫度，進風扇和排氣扇的設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的溫度下降。與自然風冷的方式相比，設置進風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構相結合，按上下結構分為總分式，總斷路器、總控制器和總控制回路從上至下一次排開，總整體結構清晰明了方便維護和檢修;按左右結構分為左強右弱，電控柜柜內強電和弱電分離，強電線路在電控柜內左側，信號線在控制柜右側，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、復位按鈕和斷路器開關。手自動按鈕用來旋轉切換設備運行模式，當旋鈕選擇在手動時設備需要在觸摸屏上手動控制啟動或停止、正轉或反轉;當旋鈕選擇在自動時設備將按照PLC內的程序自動運行。啟動按鈕和停止按鈕分別控制系統自動時的啟動和停機，當進行操作時相應的指示燈會點亮。復位按鈕用來復位變頻器的當前故障，當變頻器故障時故障時會提示系統存在故障，這時需要先處理已經發生的故障，然后在點復位按鈕這是變頻器才會復位從新啟動，如果變頻器發生故障后，沒有處理故障信號直接點復位按鈕是不能復位變頻器從新啟動。

程序設計

控制系統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。程序設計包括：硬件組態、PLC程序、觸摸屏程序等。

6.1硬件組態

硬件組態包括PLC硬件組態、觸摸屏硬件組態和變頻器硬件組態。在博圖中硬件組態時硬件型號要根據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。組態號硬件后要在設備組態中配置好所有組態的IP地址，因為使用profinet通訊時局域網內所有設備需要在一個網段內，否則會無法訪問連接。另外需要注意當PLC存在擴展模塊時，擴展模塊的I/O地址要根據硬件組態顯示的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信號，主電機和從電機按照設定好的程序進行加速減速、正轉反轉，手動時可以在觸摸屏修改電機運行時轉速值。

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用各程序塊，按照設定好的程序邏輯執行。

6.3觸摸屏程序

在觸摸屏設置功能畫面，不同的功能畫面實現不能的功能，包括：主畫面、手動控制、參數管理、系統時間、故障記錄、用戶權限等。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的按鈕及指示等元素;參數管理用來修改和查看系統運行參數;系統時間用來校準系統時間;故障記錄用來查看實時故障記錄和歷史故障記錄，可以分析總結出系統的問題所在從而優化設計，提高系統的可靠性;用戶權限用來登錄權限用戶，參數修改只有登錄權限賬號后才能修改參數。

結語

分選壓濾機的程序設計要符合所在項目的應用，應根據系統的實際情況選擇合適的電控柜以保證電控柜正常運行，程序設計要滿足當前系統的功能需求，簡單靈活不要追求華而不實，控制系統要考慮成本和質量，也要考慮后期維護檢修。

參考文獻：

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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：環保設備。