餐廚垃圾處理壓濾機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾;壓濾機(jī);自動(dòng)控制;控制系統(tǒng)

緒論

隨著國家對(duì)餐廚垃圾處理持續(xù)關(guān)注，各地方政府對(duì)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(jìn)料系統(tǒng)、分選壓濾系統(tǒng)、三項(xiàng)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(jì)。

分選壓濾機(jī)簡單介紹

臥式分選壓濾機(jī)具有分選、過濾、脫水、擠壓等技術(shù)綜合運(yùn)用。具有連續(xù)進(jìn)料連續(xù)出料等特點(diǎn)，對(duì)前端和后端所關(guān)聯(lián)的設(shè)備運(yùn)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(yùn)行維護(hù)頻率和成本。臥式分選壓濾機(jī)工作原理是主電機(jī)通過鏈條和齒輪等結(jié)構(gòu)帶動(dòng)傳動(dòng)部分的有軸螺旋，垃圾由進(jìn)料口進(jìn)入分選壓濾機(jī)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(shí)對(duì)向從電機(jī)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?cái)D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(jī)底部的濾液緩存箱收集進(jìn)行下一步處理。頂錐是從電機(jī)帶動(dòng)的螺紋軸承結(jié)構(gòu)，從電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)頂錐向前，從電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)頂錐向后，繼而調(diào)整頂錐和有軸螺旋前段的相對(duì)縫隙的大小，使得分選壓濾機(jī)對(duì)垃圾的分離和擠壓效果達(dá)到理想狀態(tài)。同時(shí)頂錐的行程的前后端各設(shè)有一個(gè)限位開關(guān)，防止頂錐在前后調(diào)試位置時(shí)超過設(shè)定的螺紋軸承而脫軌。

總體結(jié)構(gòu)

分選壓濾機(jī)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1.主電機(jī)裝置?2.傳動(dòng)軸?3.進(jìn)料口?4.有軸螺旋?5.從電機(jī)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(jì)

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

電氣控制柜設(shè)計(jì)

電控柜的設(shè)計(jì)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(jìn)風(fēng)扇和排氣扇以保證電控柜內(nèi)溫度，進(jìn)風(fēng)扇和排氣扇的設(shè)備時(shí)通過空氣對(duì)流的原理不斷的更換電控柜的空氣，新的空氣不斷地進(jìn)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(jìn)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(shí)提高電控柜的防護(hù)等級(jí)。

整個(gè)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(hù)和檢修;按左右結(jié)構(gòu)分為左強(qiáng)右弱，電控柜柜內(nèi)強(qiáng)電和弱電分離，強(qiáng)電線路在電控柜內(nèi)左側(cè)，信號(hào)線在控制柜右側(cè)，從而保證信號(hào)線和控制線不受強(qiáng)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(jìn)行防護(hù)。所有的進(jìn)線出線均設(shè)置在控制柜的下端，采用端子連接，便于進(jìn)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(dòng)旋鈕、電源指示燈、故障指示、啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、復(fù)位按鈕和斷路器開關(guān)。手自動(dòng)按鈕用來旋轉(zhuǎn)切換設(shè)備運(yùn)行模式，當(dāng)旋鈕選擇在手動(dòng)時(shí)設(shè)備需要在觸摸屏上手動(dòng)控制啟動(dòng)或停止、正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn);當(dāng)旋鈕選擇在自動(dòng)時(shí)設(shè)備將按照PLC內(nèi)的程序自動(dòng)運(yùn)行。啟動(dòng)按鈕和停止按鈕分別控制系統(tǒng)自動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)和停機(jī)，當(dāng)進(jìn)行操作時(shí)相應(yīng)的指示燈會(huì)點(diǎn)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(shí)故障時(shí)會(huì)提示系統(tǒng)存在故障，這時(shí)需要先處理已經(jīng)發(fā)生的故障，然后在點(diǎn)復(fù)位按鈕這是變頻器才會(huì)復(fù)位從新啟動(dòng)，如果變頻器發(fā)生故障后，沒有處理故障信號(hào)直接點(diǎn)復(fù)位按鈕是不能復(fù)位變頻器從新啟動(dòng)。

程序設(shè)計(jì)

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(jì)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(shí)硬件型號(hào)要根據(jù)材料清單中選擇匹配的型號(hào)和版本號(hào)，如型號(hào)或版本號(hào)錯(cuò)了可能后期下載是會(huì)無法下載或提示需要升級(jí)固件版本號(hào)。組態(tài)號(hào)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?yàn)槭褂胮rofinet通訊時(shí)局域網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備需要在一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，否則會(huì)無法訪問連接。另外需要注意當(dāng)PLC存在擴(kuò)展模塊時(shí)，擴(kuò)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(dòng)控制程序由觸摸屏上按鈕點(diǎn)擊觸發(fā)信號(hào)，主電機(jī)和從電機(jī)按照設(shè)定好的程序進(jìn)行加速減速、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，手動(dòng)時(shí)可以在觸摸屏修改電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速值。

自動(dòng)控制程序由變頻器通訊程序塊、傳感器模擬量信號(hào)程序塊、邏輯程序塊等過了。自動(dòng)程序運(yùn)行時(shí)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(shí)現(xiàn)不能的功能，包括：主畫面、手動(dòng)控制、參數(shù)管理、系統(tǒng)時(shí)間、故障記錄、用戶權(quán)限等。主畫面為開機(jī)畫面，用來顯示公司信息、顯示信息等;手動(dòng)控制畫面用來顯示手動(dòng)控制時(shí)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(yùn)行參數(shù);系統(tǒng)時(shí)間用來校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)間;故障記錄用來查看實(shí)時(shí)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(jì)，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(hào)后才能修改參數(shù)。

結(jié)語

分選壓濾機(jī)的程序設(shè)計(jì)要符合所在項(xiàng)目的應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況選擇合適的電控柜以保證電控柜正常運(yùn)行，程序設(shè)計(jì)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(shí)，控制系統(tǒng)要考慮成本和質(zhì)量，也要考慮后期維護(hù)檢修。

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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(huán)保設(shè)備。