垃圾是人類日常生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物，由于排出量大，成分復(fù)雜多樣，且具有污染性、資源性和社會性，需要無害化、資源化、減量化和社會化處理，如不能妥善處理，就會污染環(huán)境，影響環(huán)境衛(wèi)生，浪費資源，破壞生產(chǎn)生活安全，破壞社會和諧。垃圾處理就是要把垃圾迅速清除，并進(jìn)行無害化處理，最后加以合理的利用。
作為一個新興的工業(yè)處理過程，各種垃圾處理也勢必需要應(yīng)用的工業(yè)控制技術(shù)，實現(xiàn)處理過程的自動化、智能化。提高運行穩(wěn)定性和及時性，并且實現(xiàn)提高能源利用率，降低能耗目的。
自動化控制系統(tǒng)構(gòu)成
圖1：控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
按照工廠生產(chǎn)要求，垃圾處理廠的整個PLC控制系統(tǒng)將被分為上位監(jiān)控站、PLC控制柜、MCC柜（電機(jī)控制中心）、現(xiàn)場控制柜/箱三部分組成。監(jiān)控站主要起到人機(jī)配置監(jiān)控作用，在監(jiān)視屏幕上顯示的生產(chǎn)工藝流程圖，啟動和停止控制裝置，選擇自動/手動操作狀態(tài)，PLC自動控制啟動和停止，或直接對現(xiàn)場設(shè)備手動操作的控制命令，并保存運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)生成運營數(shù)據(jù)趨勢曲線，顯示警報信號。監(jiān)測站配備一個UPS電源，確保系統(tǒng)在緊急斷電時能夠有足夠的停電運行能力。PLC控制柜的作用是現(xiàn)場的開關(guān)和模擬信號的采集和控制，其中CPU、電源和相應(yīng)的I/O模塊均由PLC控制器控制，它可以很容易地擴(kuò)展操作和系統(tǒng)維護(hù)， MCC柜主要用來放置空氣開關(guān)，交流接觸器和其他低壓電器。現(xiàn)場控制柜以及PLC通過MCC控制現(xiàn)場設(shè)備�，F(xiàn)場控制柜/箱可現(xiàn)場手動操作，可直接驅(qū)動MCC柜，一般狀況下不使用，在裝配和調(diào)試或PLC出了問題時，可以做應(yīng)急之用。
工藝流程圖及系統(tǒng)實現(xiàn)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、烘干等多個加工程序。整個過程分在預(yù)處理車間、油脂車間、生物蛋白飼料車間、污水處理車間以及廢氣處理等幾大部分進(jìn)行。
圖2：工藝流程圖
垃圾由專門的垃圾收集轉(zhuǎn)運車收集后，首先進(jìn)入分揀預(yù)處理，在這個過程中首先用專門的容器濾去里面的液態(tài)水分，然后通過用快速的機(jī)械分揀系統(tǒng)，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(jī)物，使用溫控技術(shù)確保加熱到適當(dāng)?shù)臏囟�，使大多�?shù)的結(jié)合水分子變成自由水，提高脫水效果。然后進(jìn)入擠壓機(jī)進(jìn)行固液分離，使物料水分控制在適當(dāng)數(shù)字。分離出的液態(tài)在水平離心機(jī)中分離出蛋白泥，然后通過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(tǒng)的原料，油脂通過脫水、過濾輸入罐中；分理出的固體，蛋白質(zhì)泥和泥漿干燥后，冷卻制成的復(fù)合蛋白飼料。
整個系統(tǒng)中廢水將集中收集到污水處理車間中集中處置，并且在全部車間中產(chǎn)生的廢氣也將集中進(jìn)行處理，來消除生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的氣味。
在對處理工藝進(jìn)行深入了解的基礎(chǔ)上，我們把PLC控制系統(tǒng)設(shè)置在不同控制區(qū)域。而PLC控制柜主要用于采集各部分運行參數(shù)數(shù)據(jù)和對各電氣環(huán)節(jié)的直接控制。各車間儀表和執(zhí)行單元的狀態(tài)經(jīng)過數(shù)字量輸入到PLC中，然后將各設(shè)備的開關(guān)量信號輸入到PLC的CPU中，經(jīng)過輸出模塊來輸出信號控制設(shè)備的啟停，同時滿足設(shè)備工作時的連鎖保護(hù)要求。PLC經(jīng)過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)過模擬量輸出模塊來控制反應(yīng)器的蒸汽閥門來實現(xiàn)對溫度的PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字量輸出控制蒸汽往復(fù)泵來實現(xiàn)脫水鍋壓力PID調(diào)節(jié)。同時PLC將控制狀態(tài)上傳至上位機(jī)監(jiān)控站，實時顯示在人機(jī)界面中。
人機(jī)界面HMI（Human Machine Interface）以其過程可視化，操作員可方便的加以控制等特點而得到廣泛地應(yīng)用。工業(yè)HMI一般與PLC、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備連接，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等）寫入工作參數(shù)或輸入操作命令，實現(xiàn)人與機(jī)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(shù)據(jù)的輸入于顯示；系統(tǒng)或設(shè)備的操作狀態(tài)的實時信息顯示；報警處理及打�。粩�(shù)據(jù)歸檔和報表系統(tǒng)。此外新一代工業(yè)人機(jī)界面還具有簡單的編程、對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、數(shù)據(jù)登錄及配方等智能化控制功能。在控制系統(tǒng)中，在臺式工控PC機(jī)中運行監(jiān)控畫面，通過定義變量與現(xiàn)場數(shù)據(jù)相連接，實現(xiàn)工藝流程的實時監(jiān)控功能，并具有數(shù)據(jù)記錄保存顯示功能和系統(tǒng)報警顯示功能。設(shè)計的工藝流程監(jiān)控界面包括監(jiān)控主界面、預(yù)處理車間分界面、油脂車間分界面、生物蛋白飼料車間分界面、污水廢氣處理分界面。同時為了確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全性，實施等級管理，保證只有一定權(quán)限的工作人員才能登錄系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)操作。
整個系統(tǒng)的硬件設(shè)備包括：上位機(jī)監(jiān)控站、打印機(jī)、PLC控制器、I/O模塊、UPS電源；MCC里的空氣開關(guān)、接觸器、熱繼電器、隔離開關(guān)、熔斷器等；現(xiàn)場控制柜/箱的開關(guān)、按鈕、指示燈等；現(xiàn)場設(shè)備的電動調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器、壓力變送器、真空表等。
軟件包括：上位機(jī)的操作系統(tǒng)采用微軟公司的Windows XP；采用西門子公司的STEP7-Micro/WIN對PLC進(jìn)行軟件編程、硬件模擬以及問題診斷；采用北京亞控公司的組態(tài)軟件設(shè)計界面，根據(jù)垃圾處理特點，可以提供多樣的工藝流程畫面顯示、報警信息管理功能和數(shù)據(jù)表格生成等功能。
|
