基于PLC的园林废弃物处理成套设备自动控制系统的制作方法

基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统
技术领域
1.本发明涉及园林废弃物循环处理再利用技术领域，特别涉及一种基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统。


背景技术：

2.园林是指在一定的地域运用工程技术和艺术手段，通过改造地形、种植树木花草、布置园路等途径创作而成的美的自然环境和游憩境域。园林中的草地和树木都是需要定期进行修枝剪叶，修枝剪叶后的树叶、树枝等都是被收集在一起当作垃圾集中处理，浪费了资源。
3.近年来，有机覆盖物成为一种新型的城市绿化地表覆盖材料，具有保持土壤水分，改善生态，保育土壤，美化环境，促进树木生长健康等多种功能。有机覆盖物作为处理园林绿化废弃物的一种办法，具有很高的环保性与资源再利用率，受到越来越多的行业关注。
4.当前现有技术已经出现有将园林废弃物制成有机覆盖物的生产线，一般由粉碎机、筛分机、染色机等设备组成，完成对园林废弃物的粉碎、筛分、染色等工序。由于现有的生产线各设备之间都是相互独立的，自动化程度低，需要作业人员对每台设备都要进行监管，分别手动进行控制每台设备，导致工人劳动强度高、生产效率低；而且园林废弃物处理过程会产生较大噪声与较多粉尘，工作环境较差，对作业人员的身体健康构成一定的威胁；此外，当设备异常时，人工监管很容易因处理不及时而导致设备出现较为严重的故障。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的问题是提供一种基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统，以克服现有用于处理园林废弃物的生产线需要较多人工配合操控、自动化程度低、生产效率低、设备异常响应处理不及时以及产品品控较差的缺陷。
6.本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统，包括：plc控制系统；产线成套设备组，与所述plc控制系统电连接，由所述plc控制系统控制自动对园林废弃物进行处理；监控系统，用于实时监测所述产线成套设备组中的参数数据，并反馈给所述plc控制系统，所述plc控制系统根据接收的参数数据发出相应的控制指令，所述产线成套设备组响应于该控制指令执行相应的动作。
7.作为本发明的进一步改进，所述产线成套设备组包括：均由所述plc控制系统控制进行工作的粗粉设备，用于对园林废弃物来料进行粗粉减量化处理；其中，所述粗粉减量化处理为以切削方式将园林废弃物切削成块状废弃物；筛分设备，与所述粗粉设备对接，用于接收经所述粗粉设备处理后的园林废弃物
并筛分出块状废弃物；第一分料输送设备，对接于所述筛分设备，用于将筛分出的块状废弃物进行传输；染色设备，设置在所述第一分料输送设备的输送末端处，用于对由所述第一分料输送设备输送在其内的块状废弃物进行染色处理。
8.作为本发明的进一步改进，所述监控系统包括电流传感器，分别设置在所述粗粉设备和所述染色设备上并均与所述plc控制系统电连接，用于实时监测所述粗粉设备和所述染色设备的负载电流数据，当所述plc控制系统接收到的负载电流数据超出设定电流阈值时，所述plc控制系统控制对应的所述粗粉设备或所述染色设备执行防堵转动作。
9.作为本发明的进一步改进，所述产线成套设备组还包括由所述plc控制系统控制进行工作的第二分料输送设备和细粉设备，所述第二分料输送设备对接于所述筛分设备，用于将经所述筛分设备筛分出所述块状废弃物后余下的屑状废弃物传输至所述细粉设备，并由所述细粉设备进行粉碎处理。
10.作为本发明的进一步改进，基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统还包括菌剂添加装置，装设于所述细粉设备的输出口上；所述菌剂添加装置设置有流量控制阀，所述plc控制系统通过控制所述流量控制阀进行自动调节菌剂的添加量。
11.作为本发明的进一步改进，基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统还包括变频器，电连接在所述plc控制系统和所述第二分料输送设备之间，所述plc控制系统能够通过控制所述变频器调节所述第二分料输送设备的传输速度。
12.作为本发明的进一步改进，所述监控系统包括重力传感器，装设于所述第二分料输送设备上并与所述plc控制系统电连接，用于实时监测所述第二分料输送设备上屑状废弃物的质量数据，所述plc控制系统根据当前的质量数据进行调控所述第二分料输送设备的传输速度。
13.作为本发明的进一步改进，所述产线成套设备组还包括由所述plc控制系统控制进行工作的烘干设备，所述烘干设备与所述染色设备对接，用于接收来自由所述染色设备染色处理好的块状废弃物并进行烘干处理。
14.作为本发明的进一步改进，所述监控系统包括均设置在所述烘干设备内的温度传感器和水分传感器，所述温度传感器和所述水分传感器均与所述plc控制系统电连接，所述温度传感器用于实时监测所述烘干设备内的温度数据，所述水分传感器用于实时监测所述烘干设备内的水分数据。
15.作为本发明的进一步改进，所述plc控制系统设置有第一温度阈值、第二温度阈值、第一水分阈值和第二水分阈值；当所述plc控制系统接收的当前温度数据处于所述第一温度阈值和所述第二温度阈值之间或当前水分数据处于所述第一水分阈值和所述第二水分阈值之间时，所述plc控制系统控制所述烘干设备的加热组件进行调整烘干温度并发出警报；当所述plc控制系统接收的当前温度数据超出所述第二温度阈值或当前水分数据低于所述第一水分阈值时，所述plc控制系统控制所述产线成套设备组执行停机动作。
16.本发明的有益效果是：1、本发明提供一种基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统，采用plc控制系统对产线成套设备组自动控制将园林废弃物处理制成有机覆盖物，提高设备自动化程
度，增加产能，减少人力投入，无需作业人员在现场操控，可在控制室内远程控制，避免作业人员的身体受到损害；2、通过监控系统对设备各参数数据进行监控，并配合plc控制系统实现自动化管理，出现异常状况时能够快速响应，防止设备发生严重故障，提高设备安全性能；3、采用plc控制系统控制，使得染色设备调色的配比固定，染色时不会出现色差，产品一致性好，提高其景观效益；同时，能够实现自动化菌剂添加，使物料跟菌剂混合更加均匀；4、通过在第二分料输送设备上设置有重力传感器，plc控制系统能够根据屑状废弃物的质量数据通过变频器进行调控第二分料输送设备的传输速度，不仅可以避免出现堵料或卡料状况，还能够避免能源浪费。
附图说明
17.图1为本发明园林废弃物处理成套设备的结构示意图；图2为本发明基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统的示意框图；图3为本发明粗粉设备的控制电路原理图；其中，图1中箭头所指方向表示园林废弃物传输方向。
18.结合附图，作以下说明：1、粗粉设备；2、筛分设备；3、第一分料输送设备；4、染色设备；5、电流传感器；6、第二分料输送设备；7、细粉设备；8、菌剂添加装置；9、变频器；10、重力传感器；11、烘干设备；12、温度传感器；13、水分传感器；14、第一plc模块；15、第二plc模块；16、第三plc模块；17、发酵槽；18、打包机。
具体实施方式
19.以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。
20.参阅图1和图2，本发明提供一种基于plc的园林废弃物处理成套设备自动控制系统，包括：产线成套设备组、plc控制系统和监控系统。产线成套设备组与plc控制系统电连接，产线成套设备组由plc控制系统控制自动对园林废弃物处理制成有机覆盖物。监控系统包括有若干传感器，分布于产线成套设备组中各预设位置，用于实时监测产线成套设备组中的参数数据，其中，参数数据包括负载电流数据、温度数据、水分数据及质量数据。监控系统与plc控制系统电连接，并将检测的参数数据反馈给plc控制系统，plc控制系统根据接收的参数数据发出相应的控制指令，产线成套设备组响应于该控制指令执行相应的动作。
21.产线成套设备组分为三个相互配合工作的产线，分别为来料处理产线以及均与来料处理产线对接的块状处理产线和屑状处理产线。为了便于对三个产线进行控制，相应的plc控制系统包括三个均存储有控制程序的可编程逻辑控制器，分别为第一plc模块14、第二plc模块15和第三plc模块16；其中，第一plc模块14用于控制来料处理产线工作，第二plc模块15用于控制块状处理产线工作，第三plc模块16用于控制屑状处理产线工作。
22.具体的，来料处理产线包括粗粉设备1、筛分设备2、第一分料输送设备3和第二分料输送设备6。
23.粗粉设备1包括粗粉进料机构、粗粉切削机构和粗粉出料机构，园林废弃物经粗粉
进料机构传输至粗粉切削机构，由粗粉切削机构对园林废弃物来料进行粗粉减量化处理。其中，粗粉减量化处理为通过粗粉切削机构中的动刀配合定刀以切削方式将园林废弃物切削成块状废弃物，并随之产生有屑状废弃物，块状废弃物和屑状废弃物均由粗粉出料机构向后传输。
24.参阅图3，粗粉进料机构的控制电路包括电机m5、接触器km5、中间继电器ka5、电机m6、接触器km6和中间继电器ka6。电机m5通过接触器km5连接主电源的三相线，中间继电器ka5的常开触点与接触器km5的线圈串联接入c线和n线上，且中间继电器ka5的线圈电连接在第一plc模块14上。电机m6通过接触器km6连接主电源的三相线，且电机m6的u1、v1、w1三个接线端还分别通过导线与电机m5的w1、v1、u1三个接线端对应连接；中间继电器ka6的常开触点与接触器km6的线圈串联接入c线和n线上，且中间继电器ka6的线圈电连接在第一plc模块14上。第一plc模块14通过控制中间继电器ka5的线圈得电，使得中间继电器ka5的常开触点闭合，其所在回路导通，使接触器km5的线圈得电，接触器km5吸合，电机m5正转，同时电机m6反转，在电机m5和电机m6的共同驱动下粗粉进料机构正常工作向后正向传输。
25.值得一提的是，粗粉进料机构设置有传输带以及带动传输带转动的输送辊，输送辊的上方具有喂料辊，电机m5用于驱动输送辊转动，电机m6用于驱动喂料辊转动，通过喂料辊配合输送辊将其之间的物料送入粗粉切削机构内，便于更好的喂料。
26.监控系统包括电流传感器5，设置在粗粉切削机构中并与第一plc模块14电连接，用于实时监测粗粉切削机构中动刀的负载电流数据，当第一plc模块14接收到的负载电流数据超出设定电流阈值时，第一plc模块14控制粗粉进料机构执行防堵转动作。该防堵转动作具体为：第一plc模块14控制中间继电器ka5的线圈失电，同时控制中间继电器ka6的线圈得电，使得中间继电器ka6的常开触点闭合，其所在回路导通，使接触器km6的线圈得电，接触器km6吸合，电机m6正转，同时电机m5反转，在电机m6和电机m5的共同驱动下粗粉进料机构将园林废弃物向前反向传输，运行设定时间（一般设置为3秒）后，再由第一plc模块14控制向后正向传输；倘若负载电流数据还是超出设定电流阈值，则自动控制设备停机，通知作业人员进行处理。其响应时间短，可有效避免因电机堵转或卡死造成设备故障，保障生产有序进行。
27.继续参阅图3，粗粉出料机构的控制电路包括电机m7、接触器km7和中间继电器ka7，电机m7通过接触器km7连接主电源的三相线，中间继电器ka7的常开触点与接触器km7的线圈串联接入c线和n线上，且中间继电器ka7的线圈电连接在第一plc模块14上。第一plc模块14通过控制中间继电器ka7的线圈得电，使得中间继电器ka7的常开触点闭合，其所在回路导通，使接触器km7的线圈得电，接触器km7吸合，电机m7正转驱动下粗粉出料机构正常工作向后传输。
28.进一步的，筛分设备2与粗粉设备1的粗粉出料机构对接，用于接收经粗粉设备1处理后的园林废弃物并筛分出块状废弃物和屑状废弃物。第一分料输送设备3对接于筛分设备2，第一分料输送设备3用于将筛分出的块状废弃物传输给块状处理产线。其中，第一分料输送设备3的控制电路与粗粉出料机构的控制电路相同。
29.块状处理产线包括染色设备4和烘干设备11，均由第二plc模块15控制进行工作。染色设备4设置在第一分料输送设备3的输送末端处，用于对由第一分料输送设备3输送在其内的块状废弃物进行染色处理。染色设备4包括添加色浆机构、色浆调色机构、色浆搅拌
机构、染色进料机构和染色拌料机构，染色进料机构与所述第一分料输送设备3对接，用于将块状废弃物输送至染色设备4内，色浆调色机构将色浆调配好之后由色浆搅拌机构均匀混合，再由添加色浆机构添加至染色拌料机构内，染色拌料机构为螺旋滚筒型，可边搅拌边传输块状废弃物。其中，添加色浆机构、色浆调色机构、色浆搅拌机构及染色进料机构的控制电路均与粗粉出料机构的控制电路相同，由第二plc模块15进行控制，使得染色设备4调色的配比固定，块状废弃物染色时不会出现色差，产品一致性好，提高其景观效益。染色拌料机构的控制电路与粗粉出料机构的控制电路相同，并且染色拌料机构上设置有另一电流传感器5，用于实时监测染色拌料机构的负载电流数据，当第二plc模块15接收到的该负载电流数据超出设定电流阈值时，第二plc模块15控制染色拌料机构执行防堵转动作。其中，染色拌料机构执行防堵转动作与粗粉进料机构执行防堵转动作同理，此处不再重复赘述。
30.烘干设备11与染色设备4对接，用于接收来自由染色设备4染色处理好的块状废弃物并进行烘干处理。其中，烘干设备11的控制电路与粗粉出料机构的控制电路相同。监控系统还包括均设置在烘干设备11内的温度传感器12和水分传感器13，温度传感器12和水分传感器13均与第二plc模块15电连接，温度传感器12用于实时监测烘干设备11内的温度数据，水分传感器13用于实时监测烘干设备11内的水分数据。
31.进一步的，第二plc模块15设置有第一温度阈值、第二温度阈值、第一水分阈值和第二水分阈值。具体的，在本实施例中第一温度阈值、第二温度阈值、第一水分阈值、第二水分阈值分别设置为100℃、150℃、12％、8%。当第二plc模块15接收的当前温度数据处于第一温度阈值和第二温度阈值之间或当前水分数据处于第一水分阈值和第二水分阈值之间时，第二plc模块15控制烘干设备11中的加热组件进行调整烘干温度并发出警报。当第二plc模块15接收的当前温度数据超出第二温度阈值或当前水分数据低于第一水分阈值时，自动控制产线成套设备组执行停机动作。本技术通过采用此控制方式，能够实时监测烘干设备11内部环境状态，有效避免因烘干设备11内温度过高或水分过低导致块状废弃物易燃的风险，提高设备安全性能，防止设备发生严重故障。
32.第二分料输送设备6同样与筛分设备2对接，由第一plc模块14控制用于将经筛分设备2筛分出块状废弃物后余下的屑状废弃物传输给屑状处理产线。屑状处理产线包括细粉设备7、菌剂添加装置8和发酵槽17，细粉设备7接收来自第二分料输送设备6传输的屑状废弃物，并由第三plc模块16控制进行粉碎处理。
33.由于园林废弃物的来料成分不同，导致不同批次的物料所筛分出的块状废弃物和屑状废弃物质量有所差异，如果第二分料输送设备6的传输速度保持不变，则当屑状废弃物较少时，会造成能源浪费，当屑状废弃物较多时，导致屑状废弃物过多的堆积在第二分料输送设备6上，容易造成堵料或卡料，影响生产。为了解决此技术问题，本技术通过在第二分料输送设备6与第一plc模块14之间电连接有变频器9，第一plc模块14通过控制变频器9调节第二分料输送设备6的传输速度。具体的，第二分料输送设备6具有相互对接的第一传输带和第二传输带，第一传输带位于筛分设备2的屑状废弃物出料口正下方，接收来自筛分设备2筛分出的屑状废弃物；监控系统还包括重力传感器10，重力传感器10设置在第一传输带位于上层输送带的底部处并与第一plc模块14电连接，用于实时监测第一传输带上的屑状废弃物的质量数据，第一plc模块14根据当前的质量数据通过变频器9进行调控第二分料输送设备6的传输速度，当质量越大时，传输速度越快，质量越小时，传输速度越慢，进而一方面
能够避免出现堵料或卡料状况，另一方面能够避免能源浪费。
34.其中，细粉设备7的控制电路与粗粉出料机构的控制电路相同，不再重复进行赘述。屑状废弃物经细粉设备7粉碎后，以粉末状由鼓风机经细粉设备7的输出口吹出。菌剂添加装置8连接在细粉设备7的输出口上，菌剂添加装置8设置有流量控制阀，且流量控制阀与第三plc模块16电连接，第三plc模块16通过控制流量控制阀进行自动调节菌剂的添加量，实现自动化菌剂添加，减少人工投入，并能够使粉碎后的屑状废弃物跟菌剂混合更加均匀。添加菌剂后的屑状废弃物传输至发酵槽17内进行发酵处理。
35.此外，产线成套设备组还包括打包机18，发酵后的屑状废弃物以及烘干后的有机覆盖物均输送至打包机18内打包成成品。
36.本实施例工作过程为：启动设备，首先通过第二plc模块15控制块状处理产线、第三plc模块16控制屑状处理产线运行，之后再通过第一plc模块14控制来料处理产线运行；园林废弃物输送至粗粉设备1内进行粗粉减量化处理，再传输至筛分设备2内，由筛分设备2筛分成块状废弃物和屑状废弃物，块状废弃物经第一分料输送设备3输送至染色设备4内进行染色处理，染色好的块状废弃物再输送至烘干设备11内进行烘干处理，最终由打包机18打包成有机覆盖物成品；屑状废弃物经第二分料输送设备6输送至细粉设备内进行粉碎处理，再经菌剂添加装置8添加菌剂后输送至发酵槽17进行发酵处理，最终由打包机18进行打包。
37.在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。