CN103084378B - 餐厨垃圾处理机电气化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种餐厨垃圾处理机电气化控制系统。所述餐厨垃圾处理机电气化控制系统，包括主控制器、提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块，并分别用于控制提升装置、开盖装置、破碎装置、挤压装置和发酵烘干装置的电气化动作；提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块通过一条CAN总线连接到所述主控制器上；提升装置、开盖装置、破碎装置、挤压装置和发酵烘干装置共同设置于餐厨垃圾处理机的一个机架体上。本发明餐厨垃圾处理机电气化控制系统自动化程度高,能够对整个餐厨垃圾进行完全化处理，且各电气模块之间抗干扰能力强，系统整体可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种餐厨垃圾处理机电气化控制系统。
背景技术
餐厨垃圾是指在食品加工过程中抛弃的食品剩余物、饮食完毕后的食物残余以及在清洗食物、洗刷餐具等过程中产生的未经处理的污水。其成分主要包括果皮碎骨、饭菜碎粒、不溶性蛋白、纤维质及淀粉质态的非溶解性有机物，其成分根据饭菜的不同而极为复杂。由于餐厨垃圾中含有丰富的营养物质，因此，如果不经处理直接排放到自然界，在适宜温度和细菌的作用下，短期内即腐败变质，不仅对周围环境造成污染、滋生蚊蝇，侵占大量的土地，而且也造成资源的大量浪费。基于此，餐厨垃圾处理设备的研发，对餐厨垃圾进行有效降解和综合处理，实现餐厨垃圾的减量化和资源化利用将具有十分重要的意义。
目前，对餐厨垃圾的处理技术大致有如下几种：餐厨垃圾粉碎技术、固液分离技术，经过固液分离之后的滤渣则进一步经过生物降解与烘干技术转化为肥料，而经过固液分离之后的滤液则进一步经过油水分离技术进行分离，水去除油后可以直接排放，而获得的废油则可以作为工业用油的原料。通过以上处理，实现对餐厨垃圾的无害化处理。
然而，现有的餐厨垃圾处理机，或是仅仅具有垃圾粉碎功能，或是仅仅具有滤渣发酵功能，更或是仅仅具有上述处理技术中的一种或两种功能，无法形成完整体系的垃圾处理流程，电气化控制简单，生产效率低下，无法满足小区域内部餐厨垃圾的集中化处理和电气化控制。
发明内容
本发明实施例的目的在于提出一种餐厨垃圾处理机电气化控制系统，能够有效解决现有技术中存在的上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
餐厨垃圾处理机电气化控制系统，
包括：主控制器；
提升模块，电连接有提升电机，用于控制将待处理的餐厨垃圾提升至高位；
开盖模块，电连接有开盖电机，用于控制位于餐厨垃圾处理机高位处的盖门执行打开/闭合操作；
破碎模块，电连接有破碎电机，用于控制对置于高位处的待处理餐厨垃圾进行破碎操作；
挤压模块，电连接有挤压电机，破碎后的餐厨垃圾在经过固液分离之后，用于控制对固体餐厨垃圾进一步挤压脱水操作；
搅拌模块，电连接有搅拌电机，用于控制发酵烘干过程中物料的搅拌混匀操作；
加热模块，电连接有电加热棒组，用于控制对发酵槽体的加热操作；
显示模块，与所述主控制器连接，能够控制显示所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块等六个电气模块的工作状态信息；
所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块共同连接到一条CAN总线上并通过该CAN总线与所述主控制器连接。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，所述CAN总线上还连接有油水分离模块，该油水分离模块用于控制将液体餐厨垃圾中的油水进行分离。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，所述CAN总线上还连接有风机模块，该风机模块上电连接有高压风机，用于控制为固体餐厨垃圾发酵过程进行鼓风操作。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块等六个电气模块分别置于一个独立的金属密封壳体内部。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和风机模块内部分别设置有为相应的电机提供短路与过载保护的短路保护电路和过载保护电路。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，所述破碎电机和挤压电机均能够进行双向转动，破碎电机和/或挤压电机在正转过程中，当主控制器检测到破碎模块和/或挤压模块内部电流值或电压值过大时，由主控制器做出命令并驱动破碎电机和/或挤压电机进行反转。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，内部设置有供电电源，并为该供电电源配置有环形隔离变压器。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块等六个模块分别独立配置有与外围设备连接的航空插头。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，所述主控制器，选用PLC控制器。
上述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统中，所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块、油水分离模块分别对应控制相应的提升装置、餐厨垃圾处理机门盖、破碎装置、挤压装置、发酵烘干装置和油水分离装置的电气化动作；所述提升装置、餐厨垃圾处理机门盖、破碎装置、挤压装置、发酵烘干装置和油水分离装置设置在同一个餐厨垃圾处理机的机架体上。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明述及的餐厨垃圾处理机电气化控制系统，采用模块化设计，将整个的餐厨垃圾处理过程(提升、开盖、破碎、固液分离、挤压、发酵烘干和油水分离)集成于一体，并采用PLC作为电气化控制系统的主控制器，通过CAN总线与对应的各个模块单独进行通信，利于提高各模块之间的抗干扰程度和系统的整体可靠性，同时缩短了各模块与相应外围设备之间的控制距离，设备响应速度快，本发明具有很高的自动化程度，无需专人看管；
（2）各个电气模块分别置于一个独立的金属密封壳体内部，防水防腐蚀抗电磁辐射，能够应用在恶劣工作环境；
（3）采用CAN总线，作为主控制器与各电气模块之间的通信总线，利于提高电气化控制系统的可靠性和错误检测能力，便于及时对故障电气模块进行检修；另外，基于CAN总线的系统设计，扩展灵活，应用到餐厨垃圾处理机上，便于提高餐厨垃圾处理机的后续扩展功能，利于缩短研发周期和节约成本；
（4）高定位精度的智能故障判断，每个外围设备如电机、电加热棒等对应的设置一个独立的电气模块，利于提高故障检测定位精度，当部分电气模块出现问题时，通过显示模块，能够直观明了的查找到故障点，并为相应故障模块更换一个新的电气模块即可，不影响生产效率，维修方便，普通用户即可完成更换操作；每个电气模块与外围设备联机时采用航空插头，现场无需接线，设备美观性高；模块体积小，可以穿过狭小区域，便于安装或更换；
（5）各个电气模块内部，分别为对应的大功率外围设备如电机等提供短路保护电路和过载保护电路，当电机短路或长时间过载，相应的外围设备即会断电，以免烧毁或引发火灾；
（6）破碎电机和挤压电机均能够进行双向转动，以保证餐厨垃圾在破碎或挤压过程中在堵转时能够自动进行反转防堵；
（7）本发明述及的餐厨垃圾处理机电气化系统各模块对应控制的相应装置，设置在同一个餐厨垃圾处理机的机架体上，具有较高的集成化程度，利于对餐厨垃圾进行集中化、完全化的处理流程，尤其适用于小规模餐厨垃圾处理，占用体积小，能够实现连续进料和排料过程。
附图说明
图1为本发明实施例中餐厨垃圾处理机电气化控制系统的结构框图；
图2为本发明实施例中餐厨垃圾处理机电气化控制系统所对应的餐厨垃圾处理机的结构示意图；
图3为图2中餐厨垃圾处理机的处理流程框图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
餐厨垃圾，大致会经过粉碎、固液分离、挤压、发酵烘干、油水分离等处理过程，经过上述处理之后的固体餐厨垃圾可以用作肥料，从液体餐厨垃圾中提炼的废水可以直接进行排放，废油则可以用作提炼工业用油的原料。然而，现有的餐厨垃圾处理方式都比较简单，并没有专门的餐厨垃圾处理机，能够对整个餐厨垃圾进行集中化、完全化的处理，另外，现有的餐厨垃圾处理机电气化控制简单，大都依靠现场接线来完成各个电气控制元件的接线操作，线路布置繁琐，纠错效率低。本发明提出的餐厨垃圾处理机电气化控制系统自动化程度高，无需专人看管，系统可靠性高。
结合图1至图3所示，餐厨垃圾处理机电气化控制系统，主要包括主控制器、提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块、加热模块和显示模块。各个模块分别用于控制对应各模块的相应装置的电气化动作。
控制器9优选采用PLC控制器，便于进行工业化过程控制。
提升模块，电连接有提升电机，对应的控制提升装置2的电气化动作，用于将待处理的餐厨垃圾提升至高位进行处理。提升装置处于垃圾处理机的外侧，能够带动垃圾桶进行上下运动和翻筒操作。提升装置，采用齿轮或皮带轮进行传动。
开盖模块，电连接有开盖电机，对应的控制开盖装置的电气化动作，用于对餐厨垃圾处理机高位处的盖门执行打开或闭合操作，当待处理的餐厨垃圾被提升至高位处时，盖门3打开，物料被投放至位于餐厨垃圾处理机内部的料斗内部。餐厨垃圾投放完毕后，盖门关闭，使得餐厨垃圾的破碎、挤压、固液分离与发酵烘干等处理过程处于一个密闭的环境内部进行。
破碎模块，电连接有破碎电机，对应的控制破碎装置4的电气化动作，用于控制将置于高位处的待处理餐厨垃圾进行破碎操作。破碎装置，位于料斗的下方，餐厨垃圾进入料斗后，方便的下落至破碎装置，由破碎装置执行破碎操作。本发明中的破碎装置，可以采用转子锤式粉碎装置、或是采用双辊式粉碎装置，将餐厨垃圾中的固体部分进行初步破碎操作。
餐厨垃圾破碎后，需要进行固液分离，将固体餐厨垃圾与液体餐厨垃圾分开。固液分离装置5位于破碎装置的下方，固液分离装置5优选采用离心式固液分离技术，分离效果好。
固体餐厨垃圾为了满足发酵的湿度要求，需要进一步进行挤压脱水操作。挤压模块，电连接有挤压电机，对应的控制挤压装置6的电气化动作，对经过固液分离之后的固体餐厨垃圾进行挤压脱水。由于经过固液分离之后的固体餐厨垃圾位于餐厨垃圾处理机的低位处，需要进一步提升至高位处进行发酵处理。在提升固体餐厨垃圾的过程中，同时进行挤压脱水操作，利于固体餐厨垃圾中的水分流下。本发明采用的挤压装置，采用螺旋挤压提升箱，螺旋挤压提升箱倾斜设置，在螺旋挤压提升箱的底部位置处开设有孔并布置有过滤网，使得挤压装置在挤压提升固体餐厨垃圾的过程中，能够有效降低固体餐厨垃圾中混有的水分。
搅拌模块和加热模块，共同对应的控制发酵装置7的电气化动作。搅拌模块，连接有搅拌电机，用于对发酵烘干过程中各物料进行搅拌混匀操作；加热模块，连接有电加热棒组，用于对发酵烘干过程中的发酵槽体进行加热操作。
显示模块，与主控制器连接，能够控制显示提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块等六个电气模块的工作状态信息；所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块共同连接到一条CAN总线1上并通过该CAN总线与所述主控制器连接。
CAN总线1还连接有油水分离模块，该油水分离模块对应的控制油水分离装置8，用于将液体餐厨垃圾中的油水进行分离。油水分离装置优选采用重力除油法油水分离技术。
根据发酵装置7采用好氧发酵或厌氧发酵，合理选择是否设置风机模块，该风机模块连接在CAN总线1上，同时，该风机模块上还电连接有高压风机，用于为固体餐厨垃圾发酵烘干过程进行鼓风操作。
提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块等六个电气模块分别置于一个独立的金属密封壳体内部，防水防腐蚀抗电磁辐射，能够应用在恶劣工作环境。
提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和风机模块内部分别设置有为相应的电机提供短路与过载保护的短路保护电路和过载保护电路。
破碎电机和挤压电机均能够进行双向转动，破碎电机和/或挤压电机在正转过程中，当主控制器检测到破碎模块和/或挤压模块内部电流值或电压值过大时，由主控制器做出命令并驱动破碎电机和/或挤压电机进行反转防堵。
餐厨垃圾处理机电气化控制系统，内部设置有供电电源，并为该供电电源配置有环形隔离变压器，最大限度保护工作人员的人身安全，预防触电。
提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块等六个模块分别独立配置有与外围设备连接的航空插头，不用现场接线，安装、更换方便，并且无需专业人士进行维护，普通用户即可完成安装、更换维修操作，不影响正常的生产作业。
上面述及的提升装置、餐厨垃圾处理机门盖、破碎装置、挤压装置、发酵烘干装置和油水分离装置设置在同一个餐厨垃圾处理机的机架体上，使得餐厨垃圾处理机集中化程度高，能够对餐厨垃圾进行完全化的垃圾处理流程，提高生产效率；另外，餐厨垃圾处理机占用体积小，特别适合于小规模区域垃圾处理，如餐饮、食堂等。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (8)
1.餐厨垃圾处理机电气化控制系统，其特征在于，
包括：主控制器；
提升模块，电连接有提升电机，用于控制将待处理的餐厨垃圾提升至高位；
开盖模块，电连接有开盖电机，用于控制位于餐厨垃圾处理机高位处的盖门执行打开/闭合操作；
破碎模块，电连接有破碎电机，用于控制对置于高位处的待处理餐厨垃圾进行破碎操作；
挤压模块，电连接有挤压电机，破碎后的餐厨垃圾在经过固液分离之后，用于控制对固体餐厨垃圾进一步挤压脱水操作；
搅拌模块，电连接有搅拌电机，用于控制发酵烘干过程中物料的搅拌混匀操作；
加热模块，电连接有电加热棒组，用于控制对发酵槽体的加热操作；
显示模块，与所述主控制器连接，能够控制显示所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块六个电气模块的工作状态信息；
所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块共同连接到一条CAN总线上并通过该CAN总线与所述主控制器连接；
所述CAN总线上还连接有油水分离模块，该油水分离模块用于控制将液体餐厨垃圾中的油水进行分离；
所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块六个电气模块分别置于独立的金属密封壳体内部。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统，其特征在于，所述CAN总线上还连接有风机模块，该风机模块上电连接有高压风机，用于控制为固体餐厨垃圾发酵过程进行鼓风操作。
3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统，其特征在于，所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和风机模块内部分别设置有为相应的电机提供短路与过载保护的短路保护电路和过载保护电路。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统，其特征在于，所述破碎电机和挤压电机均能够进行双向转动，破碎电机和/或挤压电机在正转过程中，当主控制器检测到破碎模块和/或挤压模块内部电流值或电压值过大时，由主控制器做出命令并驱动破碎电机和/或挤压电机进行反转。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统，其特征在于，所述餐厨垃圾处理机电气化控制系统，内部设置有供电电源，并为该供电电源配置有环形隔离变压器。
6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统，其特征在于，所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块等六个模块分别独立配置有与外围设备连接的航空插头。
7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统，其特征在于，所述主控制器，选用PLC控制器。
8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾处理机电气化控制系统，其特征在于，所述提升模块、开盖模块、破碎模块、挤压模块、搅拌模块和加热模块、油水分离模块分别对应控制相应的提升装置、餐厨垃圾处理机门盖、破碎装置、挤压装置、发酵烘干装置和油水分离装置的电气化动作；所述提升装置、餐厨垃圾处理机门盖、破碎装置、挤压装置、发酵烘干装置和油水分离装置设置在同一个餐厨垃圾处理机的机架体上。
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