CN109656188B - 一种连体压缩垃圾箱故障报警控制系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种连体压缩垃圾箱故障报警控制系统及实现方法，控制系统包括控制器、开关量报警输入检测模块、模拟量报警输入检测模块、输出控制模块、人机交互模块和电源模块，开关量报警输入检测模块和模拟量报警输入检测模块分别连接在控制器的输入端上，输入检测信号给控制器，输出控制模块连接在控制器的输出端上，控制器输出控制信号给输出控制模块，人机交互模块连接在控制器上，控制器输出显示信息给人机交互模块，人机交互模块输入控制参数给控制器，电源模块用于供电。本发明采用特殊的控制系统结构设计，可以对常规项和检测项进行检测，通过完善的故障检测报警系统为设备的稳定安全可靠运行提供了保障。

Description

一种连体压缩垃圾箱故障报警控制系统及实现方法

技术领域

本发明公开一种垃圾箱控制系统及实现方法，特别是一种连体压缩垃圾箱故障报警控制系统及实现方法，属于连体压缩垃圾箱技术领域。

背景技术

连体压缩垃圾箱是一种生活垃圾压缩中转处理设备，它主要由液压系统控制的油缸动作来完成对垃圾的倾倒与压缩的，使用时，将垃圾倒入垃圾斗或垃圾箱内，通过液压油缸推动垃圾铲对倒入的垃圾进行推挤、压缩，使其更加紧实，占用空间更小。此设备常年使用在高盐、高碱、高腐蚀的环境中，运行环境恶劣、而且工作周期长，设备很容易出现故障，如果出现故障不进行处理，则可能影响整个设备的使用，甚至发生危险。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的连体压缩垃圾箱故障检测不完善的缺点，本发明提供一种新的连体压缩垃圾箱故障报警控制系统及实现方法，其可以对常规项和检测项进行检测，保证设备的稳定安全可靠运行。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种连体压缩垃圾箱故障报警控制系统，控制系统包括控制器、开关量报警输入检测模块、模拟量报警输入检测模块、输出控制模块、人机交互模块和电源模块，开关量报警输入检测模块和模拟量报警输入检测模块分别连接在控制器的输入端上，输入检测信号给控制器，输出控制模块连接在控制器的输出端上，控制器输出控制信号给输出控制模块，人机交互模块连接在控制器上，控制器输出显示信息给人机交互模块，人机交互模块输入控制参数给控制器，电源模块用于供电。

一种连体压缩垃圾箱故障报警控制系统的实现方法，该方法包括下述检测项目：

S1、常规项检测报警：液压油位开关、防雷器失效开关以及三相电源相序检测出现问题时，发生报警；

S2、输入项检测报警：传感器检测数据输入异常产生报警；

S3、紧急停机报警：紧急停止开关接入PLC控制器输入点，此开关正常工作时为接通状态，输入点X04为状态为“1”，当紧急情况发生时，按下急停开关，开关触点断开，输入点X04为状态为“0”，设备所有动作立即停止，触摸屏显示“紧急停机！”。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的控制器采用PLC，开关量报警输入检测模块包括自动压缩开关S4、强制停止开关S5、料斗上升开关S6、料斗下降开关S7、急停开关S8、液位检测开关S1以及防雷器开关SPD1中的一种或多种，自动压缩开关S4、强制停止开关S5、料斗上升开关S6、料斗下降开关S7、急停开关S8、液位检测开关S1以及防雷器开关SPD1分别连接在PLC上，PLC的三相电源输入端A、B、C上分别连接有三相电源，PLC的火线输入端L上连接有220VAC的火线，PLC的零线输入端N上连接有220VAC的零线。

所述的模拟量报警输入检测模块包括液压油温检测模块、电机功率检测模块和液压压力检测模块中的一种或多种，液压油温检测模块采用温度传感器，温度传感器连接在PLC的PT1+接口和PT1-接口上，电机功率检测模块采用功率变送器，功率变送器分别用来检测三相电源的有功功率，功率变送器连接在PLC的P1+接口和P1-接口上，液压压力检测模块采用压力变送器，压力变送器连接在PLC的P2+接口和P2-接口上。

所述的PLC控制器的输出端上连接有声光报警器。

所述的人机交互模块采用液晶触摸显示屏，液晶显示屏通过RS-485总线与PLC连接。

所述的常规项检测报警包括：

（1）、液压油位开关接入控制器输入点X05，当液压油箱中的液压油量达到正常工作要求时，此开关为接通状态，输入点X05为状态为“1”。当出现液压油泄漏情况时，液压油位会变低，液位开关触点断开，此时输入点X05状态会转变为“0”，设备液压动作将会立即停止，液晶触摸显示屏显示“液压油位过低，请及时加注液压油!";

（2）、防雷失效开关接入控制器输入点X07，当防雷器处于正常使用状态时，此开关为接通状态，输入点X07为状态为“1”;当连体垃圾压缩设备电路遭遇雷击浪涌电压时，防雷器将会失效，防雷器触点断开，此时输入点X07状态会转变为“0”，液晶触摸显示屏显示“防雷器失效，请及时更换!"；

（3）、控制器集成有三相电源相序检测功能，当三相电源正常时，控制器内部特殊标志位为“0”，当外部三相电源出现缺相、相序反序情况时，内部特殊标志位状态会转变为“1”，液晶触摸显示屏显示“三相电源相序异常!"。

所述的输入项检测报警包括：

（1）、用于检测液压油温的温度传感器接入控制器模拟量输入PT1端口，控制器将传感器模拟量的转换为相应温度值，通过触摸屏设定液压油温超高报警值，当液压系统温度超过此设定值时，PLC控制所有液压动作停止，液晶触摸显示屏显示“液压油温异常超高!”；

（2）、控制器对垃圾压缩推铲铲油缸的回程时间进行计时记录，由触摸屏设定最小回程时间，根据最小回程时间及实测回程时间进行对比产生装载量数据；

（3）、液压系统故障报警：控制器实时检测推铲油缸前推时间及回程时间进行计时，根据设计计算推铲油缸全行程正常前推及回程时间，当实际检测的时间超过推铲油缸全行程正常前推及回程时间25%时，判断为时间已大大超出理论计算数据；液压系统压力通过压力变送器输入到PLC控制器模拟量输入P2端口，设备运行时，如果出现压力检测值严重偏离系统压力，触摸屏将显示“液压系统故障报警!”。

所述的控制器进行装载量数据计算时包括下述步骤：

A、系统初始化；

B、装载量显示为0%；

C、装入垃圾，液压推铲动作，当m≤80时，则n=m，即装载量显示为n%，当m＞80时，n=80，装载量显示为80%，并进行下述操作；

D、检测ΔT，ΔT=回程时间-设定的最小回程时间，若ΔT≥7，则装载量显示为80%；若5≤ΔT＜7，则装载量显示为80%；若3≤ΔT＜5，则装载量显示为90%；若1≤ΔT＜3，则装载量显示为95%；若ΔT＜1，则装载量显示为100%，当装载量值大于等于100%时，触摸屏显示“垃圾箱满载报警!”。

本发明的有益效果是：本发明采用特殊的控制系统结构设计，可以对常规项和检测项进行检测，通过完善的故障检测报警系统为设备的稳定安全可靠运行提供了保障。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明连体压缩垃圾箱故障报警控制系统方框图。

图2为本发明连体压缩垃圾箱故障报警控制系统开关量部分原理图。

图3为本发明连体压缩垃圾箱故障报警控制系统模拟量部分原理图。

图4为本发明连体压缩垃圾箱故障报警控制流程图。

图5为本发明连体压缩垃圾箱装载量报警控制流程图。

图中，1-紧急停止开关，2-液位开关，3-防雷器失效开关，4-三相电源相序开关，5-液压油温传感器，6-电机功率传感器，7-液压系统压力传感器，8-声光报警器，9-触摸屏，10-控制器。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

请参看附图1、附图2和附图3，本发明主要保护一种连体压缩垃圾箱故障报警控制系统，其主要包括控制器、开关量报警输入检测模块、模拟量报警输入检测模块、输出控制模块、人机交互模块和电源模块，开关量报警输入检测模块和模拟量报警输入检测模块分别连接在控制器的输入端上，输入检测信号给控制器，输出控制模块连接在控制器的输出端上，控制器输出控制信号给输出控制模块，人机交互模块连接在控制器上，控制器输出设备信息、报警信息等给人机交互模块，人机交互模块输入控制参数等给控制器，电源模块用于供电。

本实施例中，控制器采用PLC，开关量报警输入检测模块包括自动压缩开关S4、强制停止开关S5、料斗上升开关S6、料斗下降开关S7、急停开关S8、液位检测开关S1以及防雷器开关SPD1，自动压缩开关S4、强制停止开关S5、料斗上升开关S6、料斗下降开关S7、急停开关S8、液位检测开关S1以及防雷器开关SPD1分别连接在PLC上，其中，自动压缩开关S4连接在PLC的输入端X00上，强制停止开关S5连接在PLC的输入端X01上，料斗上升开关S6连接在PLC的输入端X02上，料斗下降开关S7连接在PLC的输入端X03上，急停开关S8连接在PLC的输入端X04上，液位检测开关S1连接在PLC的输入端X05上，防雷器开关SPD1连接在PLC的输入端X07上，PLC的三相电源输入端A、B、C上分别连接有三相项电源，PLC的火线输入端L上连接有220VAC的火线，PLC的零线输入端N上连接有220VAC的零线。

本实施例中，模拟量报警输入检测模块包括液压油温检测模块、电机功率检测模块和液压压力检测模块，液压油温检测模块采用温度传感器（本实施例中，温度传感器采用热敏电阻R1），温度传感器连接在PLC的PT1+接口和PT1-接口上，本实施例中，电机功率检测模块采用功率变送器，功率变送器分别用来检测三相电源的有功功率，功率变送器连接在PLC的P1+接口和P1-接口上，本实施例中，液压压力检测模块采用压力变送器，压力变送器连接在PLC的P2+接口和P2-接口上。PLC控制器根据液压系统实际运行的温度、压力、推铲油缸回程时间实时进行检测并分析，对控制系统偏离正常数值的状况发出报警提示。

本实施例中，PLC控制器的输出端Y0上连接有声光报警器，报警发生时通过声光报警器提示现场作业人员，具体报警信息通过液晶触摸屏显示。

本实施例中，人机交互模块采用液晶触摸显示屏，液晶显示屏通过RS-485总线与PLC连接。

本发明同时保护一种连体压缩垃圾箱故障报警控制的实现方法，其包括下述检测项目：

S1、常规项检测报警：液压油位开关、防雷器失效开关、三相电源相序检测等出现问题时，发生报警，包括下述项目：

（1）、液压油位开关（即液位检测开关S1）接入PLC控制器输入点X05，当液压油箱中的液压油量达到正常工作要求时，此开关为接通状态，输入点X05为状态为“1”。当出现液压油泄漏情况时，液压油位会变低，液位开关触点断开，此时输入点X05状态会转变为“0”，设备液压动作将会立即停止，液晶触摸显示屏显示“液压油位过低，请及时加注液压油!"。油位报警可有效保证液压油泵不会出现缺油运转而损坏的情况。

（2）、防雷失效开关接入PLC控制器输入点X07，当防雷器处于正常使用状态时，此开关为接通状态，输入点X07为状态为“1”。当连体垃圾压缩设备电路遭遇雷击浪涌电压时，防雷器将会失效，防雷器触点断开，此时输入点X07状态会转变为“0”。液晶触摸显示屏显示“防雷器失效，请及时更换!"，此报警不影响设备动作，可做成滚动报警提示，提醒工作人员及时检修。防雷器失效报警可有效避免控制系统遭遇雷击等浪涌电压而损坏相关电器元件的情况。

（3）、PLC控制器集成有三相电源相序检测功能，当三相电源正常时，PLC控制器内部特殊标志位M8418为“0”。当外部三相电源出现缺相、相序反序情况时，M8418状态会转变为“1”，液晶触摸显示屏显示“三相电源相序异常!"，油泵电机停止运行。相序检测有效保证三相电动机正常方向运转，避免出现电机缺相运行损坏及油泵反转损坏情况的发生。

S2、输入项检测报警：传感器检测数据输入异常产生报警，包括下述项目：

（1）、用于检测液压油温的温度传感器接入PLC控制器模拟量输入PT1端口， PLC控制器（内部自带A/D转换功能）将传感器模拟量的转换为相应温度值，通过触摸屏设定液压油温超高报警值，本实施例中，液压油温超高报警值设定为“75℃”，当液压系统温度超过此设定值时，PLC控制所有液压动作停止，液晶触摸显示屏显示“液压油温异常超高!”。直到故障排除，液压油温降至正常范围（即低于75℃）之内，设备才可恢复正常使用。液压油温检测报警有效避免出现油温过高损坏液压系统密封圈的损坏。

（2）、连体压缩垃圾箱满载报警，本实施例中，PLC控制器对垃圾压缩推铲铲油缸的回程时间进行计时记录，由触摸屏设定最小回程时间（即垃圾压缩箱满载时油缸行程最短的时间，本实施例中，设定最小回程时间为11秒），根据最小回程时间及实测回程时间进行对比产生装载量数据，具体步骤如下：

A、系统初始化；

B、装载量显示为0%（通过液晶触摸显示屏显示）；

C、装入垃圾，液压推铲动作，当m（装入垃圾的次数）≤80时，则n（装载量显示值）=m，即装载量显示为n%（通过液晶触摸显示屏显示），当m＞80时，n=80，即装载量显示为80%，并进行下述操作；

D、检测ΔT，ΔT=回程时间-11（设定的最小回程时间），若ΔT≥7，则装载量显示为80%；若5≤ΔT＜7，则装载量显示为80%；若3≤ΔT＜5，则装载量显示为90%；若1≤ΔT＜3，则装载量显示为95%；若ΔT＜1，则装载量显示为100%，当装载量值大于等于100%时，触摸屏显示“垃圾箱满载报警!”，推铲动作将不可再运行。装载量的检测及报警避免了连体压缩垃圾箱出现过载，保证了转运车辆及人员的安全。

（3）、液压系统故障报警：PLC控制器实时检测推铲油缸前推时间及回程时间进行计时，根据设计计算推铲油缸全行程正常前推及回程时间（本实施例中，推铲油缸全行程正常前推及回程时间为20秒），当实际检测的时间超过推铲油缸全行程正常前推及回程时间25%时（本实施例中，即实际检测的时间为25秒以上时），视为时间已大大超出理论计算数据，因此可判断为油缸、液压电磁阀或油泵等液压部件出现非正常磨损及内泄；本实施例中，液压系统压力通过压力变送器输入到PLC控制器模拟量输入P2端口，设备运行时，如果出现压力检测值严重偏离系统压力，推铲油缸将会出现不能正常自动换向的情况，上述推铲时间及压力出现异常时，推铲动作将不可再运行，触摸屏将显示“液压系统故障报警!”。此时需专业维修人员维修处理。

S3、紧急停机报警：紧急停止开关接入PLC控制器输入点X04，此开关正常工作时为接通状态，输入点X04为状态为“1”，当紧急情况发生时，按下急停开关，开关触点断开，输入点X04为状态为“0”，设备所有动作立即停止，触摸屏显示“紧急停机！”。异常情况处理完毕，紧急停止开关人工旋转复位，设备进入可再次运行状态。

本发明采用特殊的控制系统结构设计，可以对常规项和检测项进行检测，通过完善的故障检测报警系统为设备的稳定安全可靠运行提供了保障。

Claims (6)

1.一种连体压缩垃圾箱故障报警控制系统的实现方法，所述的控制系统包括控制器、开关量报警输入检测模块、模拟量报警输入检测模块、输出控制模块、人机交互模块和电源模块，开关量报警输入检测模块和模拟量报警输入检测模块分别连接在控制器的输入端上，输入检测信号给控制器，输出控制模块连接在控制器的输出端上，控制器输出控制信号给输出控制模块，人机交互模块连接在控制器上，控制器输出显示信息给人机交互模块，人机交互模块输入控制参数给控制器，电源模块用于供电，所述的控制器采用PLC，所述的人机交互模块采用液晶触摸显示屏，其特征是：所述的方法包括下述检测项目：

S1、常规项检测报警：液压油位开关、防雷器失效开关以及三相电源相序检测出现问题时，发生报警，所述的常规项检测报警包括：

(1)、液压油位开关接入控制器输入点X05，当液压油箱中的液压油量达到正常工作要求时，此开关为接通状态，输入点X05状态为“1”，当出现液压油泄漏情况时，液压油位会变低，液压油位开关触点断开，此时输入点X05状态会转变为“0”，设备液压动作将会立即停止，液晶触摸显示屏显示“液压油位过低，请及时加注液压油！"；

(2)、防雷器失效开关接入控制器输入点X07，当防雷器处于正常使用状态时，此开关为接通状态，输入点X07状态为“1”；当连体压缩垃圾箱电路遭遇雷击浪涌电压时，防雷器将会失效，防雷器触点断开，此时输入点X07状态会转变为“0”，液晶触摸显示屏显示“防雷器失效，请及时更换！"；

(3)、控制器集成有三相电源相序检测功能，当三相电源正常时，控制器内部特殊标志位为“0”，当外部三相电源出现缺相、相序反序情况时，内部特殊标志位状态会转变为“1”，液晶触摸显示屏显示“三相电源相序异常！"；

S2、输入项检测报警：传感器检测数据输入异常产生报警，所述的输入项检测报警包括：

(1)、用于检测液压油温的温度传感器接入控制器模拟量输入PT1端口，控制器将传感器模拟量转换为相应温度值，通过液晶触摸显示屏设定液压油温超高报警值，当液压系统温度超过此设定值时，PLC控制所有液压动作停止，液晶触摸显示屏显示“液压油温异常超高！”；

(2)、控制器对垃圾压缩推铲油缸的回程时间进行计时记录，由液晶触摸显示屏设定最小回程时间，根据最小回程时间及实测回程时间进行对比产生装载量数据；

(3)、液压系统故障报警：控制器实时检测推铲油缸前推时间及回程时间进行计时，根据设计计算推铲油缸全行程正常前推及回程时间，当实际检测的时间超过推铲油缸全行程正常前推及回程时间25％时，判断为时间已大大超出理论计算数据；液压系统压力通过压力变送器输入到PLC控制器模拟量输入P2端口，设备运行时，如果出现压力检测值严重偏离系统压力，液晶触摸显示屏将显示“液压系统故障报警！”；

S3、紧急停机报警：紧急停止开关接入PLC控制器输入点，此开关正常工作时为接通状态，输入点X04状态为“1”，当紧急情况发生时，按下紧急停止开关，开关触点断开，输入点X04状态为“0”，设备所有动作立即停止，液晶触摸显示屏显示“紧急停机！”。

2.根据权利要求1所述的连体压缩垃圾箱故障报警控制系统的实现方法，其特征是：所述的控制器进行装载量数据计算时包括下述步骤：

A、系统初始化；

B、装载量显示为0％；

C、装入垃圾，液压推铲动作，当m≤80时，则n＝m，即装载量显示为n％，当m＞80时，n＝80，装载量显示为80％，并进行下述操作，m是装入垃圾的次数；

D、检测ΔT，ΔT＝回程时间-设定的最小回程时间，若ΔT≥7，则装载量显示为80％；若5≤ΔT＜7，则装载量显示为80％；若3≤ΔT＜5，则装载量显示为90％；若1≤ΔT＜3，则装载量显示为95％；若ΔT＜1，则装载量显示为100％，当装载量值大于等于100％时，液晶触摸显示屏显示“垃圾箱满载报警！”。

3.根据权利要求1所述的连体压缩垃圾箱故障报警控制系统的实现方法，其特征是：所述的开关量报警输入检测模块包括自动压缩开关S4、强制停止开关S5、料斗上升开关S6、料斗下降开关S7、紧急停止开关S8、液位检测开关S1以及防雷器开关SPD1中的一种或多种，自动压缩开关S4、强制停止开关S5、料斗上升开关S6、料斗下降开关S7、紧急停止开关S8、液位检测开关S1以及防雷器开关SPD1分别连接在PLC上，PLC的三相电源输入端A、B、C上分别连接有三相电源，PLC的火线输入端L上连接有220VAC的火线，PLC的零线输入端N上连接有220VAC的零线。

4.根据权利要求1所述的连体压缩垃圾箱故障报警控制系统的实现方法，其特征是：所述的模拟量报警输入检测模块包括液压油温检测模块、电机功率检测模块和液压压力检测模块中的一种或多种，液压油温检测模块采用温度传感器，温度传感器连接在PLC的PT1+接口和PT1-接口上，电机功率检测模块采用功率变送器，功率变送器分别用来检测三相电源的有功功率，功率变送器连接在PLC的P1+接口和P1-接口上，液压压力检测模块采用压力变送器，压力变送器连接在PLC的P2+接口和P2-接口上。

5.根据权利要求1所述的连体压缩垃圾箱故障报警控制系统的实现方法，其特征是：所述的PLC控制器的输出端上连接有声光报警器。

6.根据权利要求1所述的连体压缩垃圾箱故障报警控制系统的实现方法，其特征是：所述的人机交互模块采用液晶触摸显示屏，液晶触摸显示屏通过RS-485总线与PLC连接。

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