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餐厨垃圾处理PLC控制系统的研究
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摘要
餐厨垃圾作为人类日常生活垃圾的重要组成部分,占城市生活垃圾总量的近1/6,而它含水率高、有机物含量高的特点使其需要进行单独处理。但是目前我国餐厨垃圾回收技术仍处于初步阶段,收集、运输和处理系统均不完善,相应的管理运作体制有待健全。在大多数城市中,餐厨垃圾存在管理无序、任意处置的问题,严重的影响着城市环境。
     针对餐厨垃圾“资源化循环利用”的需求,武汉百信环保能源科技有限公司提出300t/d餐厨垃圾处理工程,本课题就是以此为研究背景,利用自动控制原理、可编程控制器、工业自动化组态软件等技术,根据餐厨垃圾处理的工艺流程,按照餐厨垃圾处理的控制要求,设计与之配套的微机自动控制系统,实现处理过程的自动化、智能化,提高加工处理效率。
     论文介绍一种餐厨垃圾处理PLC控制系统的设计方案,利用西门子S7-200系列PLC对工厂设备进行自动化控制。论文主要内容包括餐厨垃圾处理总体控制方案设计、电气控制PLC硬件设计、软件设计、人机界面设计等四大部分。
     首先通过分析餐厨垃圾处理的生产工艺,明确生产控制要求,从而提出控制系统的总体方案、网络通信方式和人机界面设计方案。然后,根据生产需要完成系统的硬件选型,选择西门子S7-200系列的CPU224 +2个EM223+2个EM235+3个EM232,并进一步完成PLC控制系统的I/O地址分配和电气原理图设计,设计控制系统的主电路图、控制电路图和PLC外围接线图。利用MicroWIN软件进行顺序启停程序、保护连锁程序和PID控制程序的编写,实现现场设备自动启停和容器温度压力的PID调节。在上位机人机界面设计中,使用北京亚控公司的组态王软件进行设计,通过上位机与PLC的变量连接,实现对现场数据的实时监控和管理。
     虽然整个控制系统主要设计工作已经完成,在餐厨垃圾处理厂建设完成后,还需要进一步完成设备工艺的优化和软件的改进,以期获得更好的控制效果。
Food waste as an important part of human daily life rubbish occupies almost 1/6 of the total amount of urban living garbage in our country. But it is of high moisture and contains high organic matters, so it need to be processed separately.However, the recycling technology of food waste is still in the infancy at present in our country, the collection, transportation and processing system are not consummate yet and the corresponding management operation system needs to be improved and disposed arbitrarily that has seriously influenced the urban environment.
     For the demand of food waste resources recycling, Wuhan BaiXin Green Energy Technology Co., Ltd. has made a 300t/d food waste processing project. On this background, the researvh using automatic control principle, programmable controller and configuration software to design a microcomputer automatic control system, which is suitable for control requirements of food waste is bringing forward. The system can realize process automatical and intelligent process and improve the efficiency.
     This paper introduced a design of PLC control system of food waste processing, which uses Siemens S7-200 series PLC to be an automation control equipment. The thesis consists of the overall design of food waste processing, hardware design and software based on PLC and human machine interface.
     Firstly, the thesis analysised the production of food waste processing, for understanding the production control requirements, then presented the overall scheme, network communication mode, and human machine interface scheme.Secondly, completed the system’s hardware selection according to the production needs,selected the S7-200 series of CPU224+ two EM223 +two EM235 +three EM232 as a control components. Then, assignmented the I/O address, designed the main circuit, control circuit and external wiring diagram of PLC. The MicroWIN software was be used to design a program that can automatically start and stop the equipments of deferent processing field, the protect program for detecting the failure, and bring the alarm, and the PID control arithmetic be use to regulate the container temperature and pressure. In the desige of the human machine interface, the KingView software of Beijing Wellintech Co., Ltd. is used to realize the real-time data monitoring and management through the connection of PLC and PC.
     Although the research has completed the main design work of whole control system, after the food waste processing factory is builded, the furture work and study could be continued for optimizing the equipments and processing, improving the software in order to achieve more better control processing result.
引文
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