垃圾是人類(lèi)日常生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物，由于排出量大，成分復雜多樣，且具有污染性、資源性和社會(huì )性，需要無(wú)害化、資源化、減量化和社會(huì )化處理，如不能妥善處理，就會(huì )污染環(huán)境，影響環(huán)境衛生，浪費資源，破壞生產(chǎn)生活安全，破壞社會(huì )和諧。垃圾處理就是要把垃圾迅速清除，并進(jìn)行無(wú)害化處理，最后加以合理的利用。
作為一個(gè)新興的工業(yè)處理過(guò)程，各種垃圾處理也勢必需要應用的工業(yè)控制技術(shù)，實(shí)現處理過(guò)程的自動(dòng)化、智能化。提高運行穩定性和及時(shí)性，并且實(shí)現提高能源利用率，降低能耗目的。
自動(dòng)化控制系統構成
圖1：控制系統網(wǎng)絡(luò )結構圖
按照工廠(chǎng)生產(chǎn)要求，垃圾處理廠(chǎng)的整個(gè)PLC控制系統將被分為上位監控站、PLC控制柜、MCC柜（電機控制中心）、現場(chǎng)控制柜/箱三部分組成。監控站主要起到人機配置監控作用，在監視屏幕上顯示的生產(chǎn)工藝流程圖，啟動(dòng)和停止控制裝置，選擇自動(dòng)/手動(dòng)操作狀態(tài)，PLC自動(dòng)控制啟動(dòng)和停止，或直接對現場(chǎng)設備手動(dòng)操作的控制命令，并保存運行過(guò)程中產(chǎn)生的數據生成運營(yíng)數據趨勢曲線(xiàn)，顯示警報信號。監測站配備一個(gè)UPS電源，確保系統在緊急斷電時(shí)能夠有足夠的停電運行能力。PLC控制柜的作用是現場(chǎng)的開(kāi)關(guān)和模擬信號的采集和控制，其中CPU、電源和相應的I/O模塊均由PLC控制器控制，它可以很容易地擴展操作和系統維護， MCC柜主要用來(lái)放置空氣開(kāi)關(guān)，交流接觸器和其他低壓電器。現場(chǎng)控制柜以及PLC通過(guò)MCC控制現場(chǎng)設備。現場(chǎng)控制柜/箱可現場(chǎng)手動(dòng)操作，可直接驅動(dòng)MCC柜，一般狀況下不使用，在裝配和調試或PLC出了問(wèn)題時(shí)，可以做應急之用。
工藝流程圖及系統實(shí)現功能
垃圾處理的步驟主要可以分為如：分揀、加熱、蒸煮壓榨、固態(tài)分離、離心分離、烘干等多個(gè)加工程序。整個(gè)過(guò)程分在預處理車(chē)間、油脂車(chē)間、生物蛋白飼料車(chē)間、污水處理車(chē)間以及廢氣處理等幾大部分進(jìn)行。
圖2：工藝流程圖
垃圾由專(zhuān)門(mén)的垃圾收集轉運車(chē)收集后，首先進(jìn)入分揀預處理，在這個(gè)過(guò)程中首先用專(zhuān)門(mén)的容器濾去里面的液態(tài)水分，然后通過(guò)用快速的機械分揀系統，以去除塑料，玻璃等雜物，剩下的就大部分是垃圾中的可回收利用部分——大量的有機物，使用溫控技術(shù)確保加熱到適當的溫度，使大多數的結合水分子變成自由水，提高脫水效果。然后進(jìn)入擠壓機進(jìn)行固液分離，使物料水分控制在適當數字。分離出的液態(tài)在水平離心機中分離出蛋白泥，然后通過(guò)絮凝分離蛋白泥漿和油脂。所述蛋白質(zhì)泥和蛋白泥漿將成為固態(tài)循環(huán)利用系統的原料，油脂通過(guò)脫水、過(guò)濾輸入罐中；分理出的固體，蛋白質(zhì)泥和泥漿干燥后，冷卻制成的復合蛋白飼料。
整個(gè)系統中廢水將集中收集到污水處理車(chē)間中集中處置，并且在全部車(chē)間中產(chǎn)生的廢氣也將集中進(jìn)行處理，來(lái)消除生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的氣味。
在對處理工藝進(jìn)行深入了解的基礎上，我們把PLC控制系統設置在不同控制區域。而PLC控制柜主要用于采集各部分運行參數數據和對各電氣環(huán)節的直接控制。各車(chē)間儀表和執行單元的狀態(tài)經(jīng)過(guò)數字量輸入到PLC中，然后將各設備的開(kāi)關(guān)量信號輸入到PLC的CPU中，經(jīng)過(guò)輸出模塊來(lái)輸出信號控制設備的啟停，同時(shí)滿(mǎn)足設備工作時(shí)的連鎖保護要求。PLC經(jīng)過(guò)模擬量輸入模塊采集溫度、壓力信號，將傳感器或變送器的輸出的4-20Ma/0-24v信號輸入CPU中，然后經(jīng)過(guò)模擬量輸出模塊來(lái)控制反應器的蒸汽閥門(mén)來(lái)實(shí)現對溫度的PID調節，通過(guò)數字量輸出控制蒸汽往復泵來(lái)實(shí)現脫水鍋壓力PID調節。同時(shí)PLC將控制狀態(tài)上傳至上位機監控站，實(shí)時(shí)顯示在人機界面中。
人機界面HMI（Human Machine Interface）以其過(guò)程可視化，操作員可方便的加以控制等特點(diǎn)而得到廣泛地應用。工業(yè)HMI一般與PLC、變頻器、直流調速器、儀表等工業(yè)控制設備連接，利用顯示屏顯示，通過(guò)輸入單元（如觸摸屏、鍵盤(pán)、鼠標等）寫(xiě)入工作參數或輸入操作命令，實(shí)現人與機器的信息交互，它包括硬件和軟件兩部分。HMI的主要功能有：數據的輸入于顯示；系統或設備的操作狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息顯示；報警處理及打印；數據歸檔和報表系統。此外新一代工業(yè)人機界面還具有簡(jiǎn)單的編程、對輸入的數據進(jìn)行處理、數據登錄及配方等智能化控制功能。在控制系統中，在臺式工控PC機中運行監控畫(huà)面，通過(guò)定義變量與現場(chǎng)數據相連接，實(shí)現工藝流程的實(shí)時(shí)監控功能，并具有數據記錄保存顯示功能和系統報警顯示功能。設計的工藝流程監控界面包括監控主界面、預處理車(chē)間分界面、油脂車(chē)間分界面、生物蛋白飼料車(chē)間分界面、污水廢氣處理分界面。同時(shí)為了確保監控系統的安全性，實(shí)施等級管理，保證只有一定權限的工作人員才能登錄系統進(jìn)行相應操作。
整個(gè)系統的硬件設備包括：上位機監控站、打印機、PLC控制器、I/O模塊、UPS電源；MCC里的空氣開(kāi)關(guān)、接觸器、熱繼電器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器等；現場(chǎng)控制柜/箱的開(kāi)關(guān)、按鈕、指示燈等；現場(chǎng)設備的電動(dòng)調節閥、溫度傳感器、壓力變送器、真空表等。
軟件包括：上位機的操作系統采用微軟公司的Windows XP；采用西門(mén)子公司的STEP7-Micro/WIN對PLC進(jìn)行軟件編程、硬件模擬以及問(wèn)題診斷；采用北京亞控公司的組態(tài)軟件設計界面，根據垃圾處理特點(diǎn)，可以提供多樣的工藝流程畫(huà)面顯示、報警信息管理功能和數據表格生成等功能。
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