CN109976251B - 一种自行走压实器控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于城市垃圾压缩技术领域，具体涉及一种自行走压实器控制系统及方法。其包括压机控制柜，压机控制柜内设置有PLC控制器，PLC控制器分别连接液压系统、数据采集系统和交换机，液压系统分别连接压缩油缸和行走马达，PLC控制器通过无线遥控器接收端连接有遥控器，交换机通过RS485总线分别连接有触摸屏和摄像头，并通过无线网桥客户端连接有上位机。能将自行走压实器的工作数据进行上传统计，工作人员可远程通过摄像头的监控画面进行操作，而且故障报警可以实时显示在上位机上，通过各传感器的设置，使得当出现故障时不再需要工作人员爬上自行走压实器上进行查看；通过无线网桥客户端能够与压缩站其他系统联网，工作效率高，精度准确。
Description
技术领域
本发明属于城市垃圾压缩技术领域，具体涉及一种自行走压实器控制系统及方法。
背景技术
由于生活垃圾排出量大，成分复杂多样，给处理和利用带来困难，如不能及时处理或处理不当，就会污染环境，影响环境卫生。垃圾处理就是要把垃圾迅速清除，并进行无害化处理，最后加以合理的利用。当今广泛应用的垃圾处理方法是卫生填埋、高温堆肥和焚烧。垃圾处理的目的是无害化、资源化和减量化。在垃圾处理之前，垃圾必须进行垃圾分类、压缩减容打包处理，方便运输及存储，便于垃圾处理有效实施。
随着全民对垃圾分类的关注和重视，垃圾分类中转是其中的一个重要环节，竖直式垃圾分类压缩中转站渐渐成为主流，自行走压实器是竖直式垃圾分类压缩站的关键部件。市场上流行的做法采用PLC控制驱动液压元件，遥控器操作。
中国发明专利，公告号为CN104609077B，公告日为2016年9月7日，公开了一种垃圾压缩装置，其技术方案的要点是：包括：垃圾进口，其用来和垃圾收集平台对接；活动压缩辊，其设在垃圾进口处，垃圾收集平台上的垃圾通过垃圾进口进入活动压缩辊；压碎辊，其可伸缩的设在活动压缩辊的上方，压碎辊将处于活动压缩辊上方的垃圾压碎；传输线，其将经过活动压缩辊挤压后的垃圾运输至垃圾出口处；以及挤入辊，其设在垃圾出口处，传输线上的垃圾通过挤入辊进入垃圾箱。该专利具有将垃圾压缩成相同规格的垃圾块，方便运输和存储的优点。该专利的压力传感器和驱动装置均电性连接工控计算机，属于市场上流行的PLC控制系统。
然而上述控制系统未考虑节能，以及压实器的工作数据没有实现上传统计，不能远程通过监控画面操作，而且故障报警不能显示在上位机上，当出现故障时需要工作人员爬上压实器平台上方查看；另外不能与压缩站其他系统联网，需工作人员判断其他系统是否容许压实器移动或压缩，容易出现误操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种自行走压实器控制系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种自行走压实器控制系统，包括压机控制柜，所述压机控制柜内设置有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接液压系统、数据采集系统和交换机，所述液压系统分别连接压缩油缸和行走马达，所述PLC控制器通过无线遥控器接收端连接有遥控器，所述交换机通过RS485总线分别连接有触摸屏和摄像头，所述交换机通过无线网桥客户端连接有上位机。
进一步地，所述液压系统包括液压压力传感器、阀组和变量泵及电机，所述PLC控制器连接所述液压压力传感器，所述PLC控制器与阀组之间连接有比例放大器，所述PLC控制器与变量泵及电机之间连接有软启动器，所述压缩油缸分别连接所述液压压力传感器和阀组，所述行走马达连接所述阀组。
进一步地，所述数据采集系统包括工位号传感器、工位定位传感器和压头位置传感器。
进一步地，所述比例放大器、软启动器、交换机、触摸屏和无线遥控器接收端均设置在所述压机控制柜内。
进一步地，所述PLC控制器为西门子S7-1200系列的PLC控制器。
另一方面，本发明还提供了一种自行走压实器控制方法，具体包括以下步骤：
S1、系统启动；
S2、判断遥控器的状态，若打开，则进入步骤S3；若关闭，则操作权限是触摸屏，进入步骤S4；
S3、判断上位机的状态，若打开，则操作权限是上位机，进入步骤S4；若关闭，则操作权限是遥控器，进入步骤S4；
S4、根据接收到的信号进行相应处理。
进一步地，所述步骤S4具体为：
S41、判断是否接收到启动电机的信号，若否，则继续等待；若是，则启动电机；
S42、判断电机启动是否完成，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43；
S43、判断是否接收到移机或压缩的信号，若是，则进入步骤S44和S46；若否，则判断是否属于无信号时间，若否，则继续等待；若是，则停止电机，然后进入步骤S42；
S44、判断是否接收到移机信号，若是，则进入移机流程；若否，则进入步骤S43；
S45、判断移机流程是否结束，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43；
S46、判断是否接收到压缩信号，若是，则进入压缩流程；若否，则进入步骤S43；
S47、判断压缩流程是否结束，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43。
进一步地，所述移机流程具体为，包括以下步骤：
SA1、判断是否接收到移机许可的信号，若否，则按照检测的条件进行相应的处理；若是，则进入步骤SA2；
SA2、判断接收到的信号为左移或右移，若为左移，则启动左移阀；若为右移，则启动右移阀；
SA3、依次启动节流阀和蜂鸣器；
SA4、判断自行走压实器是否到达设定的工位，若否，则继续等待；若是，则进入步骤SA5；
SA5、判断自行走压实器是否到达减速位置，若否，则继续等待；若是，则减小节流阀的开度；
SA6、判断自行走压实器是否到达停止位置，若否，则继续等待；若是，则依次关闭左移阀或右移阀、节流阀和蜂鸣器。
进一步地，所述步骤SA1中按照检测的条件进行相应处理具体如下：若电机启动未完成，则等待电机启动完成后再移动；若压头不在上限位，则将压头升到上限位再移动；若经过的工位溜槽不在位置，则等该工位溜槽放或收到位再移动；若经过的工位有车，则等车辆离开后再移动；若经过的工位在作业，则等待作业完成后再移动。
进一步地，所述压缩流程具体为，包括以下步骤：
SB1、判断是否接收到压缩许可的信号，若否，则继续等待；若是，则依次启动下降阀和节流阀；
SB2、判断压缩油缸的压力是否到达设定值，若否，则继续等待；若是，则调节节流阀的开度；
SB3、判断压头是否到保压位置，若否，则继续等待；若是，则延时关闭下降阀，再依次关闭节流阀、启动上升阀和节流阀；
SB4、判断压头是否到达减速位置，若否，则继续等待；若是，则减小节流阀的开度；
SB5、判断压头是否到达上限位的位置，若否，则继续等待；若是，则依次关闭上升阀和节流阀。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过比例放大器调节节流阀的开度，从而实现变量泵输出合适的流量，结构简单，使用方便；
2、本发明能将自行走压实器的工作数据进行上传统计，工作人员可远程通过摄像头的监控画面进行操作，而且故障报警可以实时显示在上位机上，通过各传感器的设置，使得当出现故障时不再需要工作人员爬上自行走压实器上进行查看；通过无线网桥客户端能够与压缩站其他系统联网，根据各传感器监测到的信息判断其他系统是否容许自行走压实器进行移机或压缩操作，工作效率高，精度准确；
3、本发明的控制方法能够通过遥控器、触摸屏或上位机不同的操控方式来实现自行走压实器的移机或压缩操作，工作模式可选择性强，极大地提高了工作的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例所述的一种自行走压实器控制系统的结构框图；
图2为本发明具体实施例所述的一种自行走压实器控制方法的流程示意图；
图3为图2中移机流程的示意图；
图4为图2中压缩流程的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
如图1所示，一种自行走压实器控制系统，包括压机控制柜，所述压机控制柜内设置有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接液压系统、数据采集系统和交换机，所述液压系统分别连接压缩油缸和行走马达，所述PLC控制器通过无线遥控器接收端连接有遥控器，所述交换机通过RS485总线分别连接有触摸屏和摄像头，触摸屏用于显示自行走压实器的运行状态和报警信息，设置运行参数及操作自行走压实器的界面，摄像头用于操作人员实时监控自行走压实器的各种状态，所述交换机通过无线网桥客户端连接有上位机，实现信息的实时交换。
进一步地，所述液压系统包括液压压力传感器、阀组和变量泵及电机，其中，阀组包括左移阀、右移阀、节流阀、下降阀和上升阀，通过不同阀的控制来驱动行走马达和压缩油缸，从而实现自行走压实器上下运行的速度、压力和换向以及压头位置的调整，所述PLC控制器连接所述液压压力传感器，所述PLC控制器与阀组之间连接有比例放大器，PLC控制器通过比例放大器控制左移阀和右移阀，调节节流阀的开度，所述PLC控制器与变量泵及电机之间连接有软启动器，PLC控制器通过气动软启动器驱动电机运行，从而驱动变量泵进行工作，所述压缩油缸分别连接所述液压压力传感器和阀组，所述行走马达连接所述阀组。
进一步地，所述数据采集系统包括工位号传感器、工位定位传感器和压头位置传感器，数据采集系统通过传感器将采集的信号(压缩油缸的压力、自行走压实器的上下位置、工位位置以及定位位置信息)发送给PLC控制器，然后PLC控制器进行相应的处理。
各传感器与PLC控制器之间通过电缆连接。
进一步地，所述比例放大器、软启动器、交换机、触摸屏和无线遥控器接收端均设置在所述压机控制柜内。
进一步地，所述PLC控制器为西门子S7-1200系列的PLC控制器。
另一方面，本发明还提供了一种自行走压实器控制方法，如图2所示，具体包括以下步骤：
S1、系统启动；
S2、判断遥控器的状态，若打开，则进入步骤S3；若关闭，则操作权限是触摸屏，进入步骤S4；
S3、判断上位机的状态，若打开，则操作权限是上位机，进入步骤S4；若关闭，则操作权限是遥控器，进入步骤S4；
S4、根据接收到的信号进行相应处理。
进一步地，所述步骤S4具体为：
S41、判断是否接收到启动电机的信号，若否，则继续等待；若是，则启动电机；
S42、判断电机启动是否完成，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43；
S43、判断是否接收到移机或压缩的信号，若是，则进入步骤S44和S46；若否，则判断是否属于无信号时间，若否，则继续等待；若是，则停止电机，然后进入步骤S42；
S44、判断是否接收到移机信号，若是，则进入移机流程；若否，则进入步骤S43；
移机流程具体如图3所示：
SA1、判断是否接收到移机许可的信号，若否，则按照检测的条件进行相应的处理；若是，则进入步骤SA2；
SA2、判断接收到的信号为左移或右移，若为左移，则启动左移阀；若为右移，则启动右移阀；
SA3、依次启动节流阀和蜂鸣器；
SA4、工位号传感器和工位定位传感器将监测到的信号发送给PLC控制器，PLC控制器根据接收到的信息来判断自行走压实器是否到达设定的工位，若否，则继续等待；若是，则进入步骤SA5；
SA5、同上判断自行走压实器是否到达减速位置，若否，则继续等待；若是，则通过比例放大器来减小节流阀的开度；
SA6、同上判断自行走压实器是否到达停止位置，若否，则继续等待；若是，则依次关闭左移阀或右移阀、节流阀和蜂鸣器；
其中，所述步骤SA1中按照检测的条件进行相应处理具体如下表所示：
移机许可不同的检测条件对应的处理方法
| 序号 | 检测信号 | 处理方法 |
| 1 | 电机启动未完成 | 等待电机启动完成再移动 |
| 2 | 压头不在上限位 | 将压头升到上限位再移动 |
| 3 | 经过的工位溜槽不在位置 | 等该工位溜槽放或收到位再移动 |
| 4 | 经过的工位有车 | 等车辆离开再移动 |
| 5 | 经过的工位在工作 | 等待作业完成再移动 |
S45、判断移机流程是否结束，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43；
S46、判断是否接收到压缩信号，若是，则进入压缩流程；若否，则进入步骤S43；
压缩流程具体如图4所示：
SB1、判断是否接收到压缩许可的信号，若否，则继续等待；若是，则依次启动下降阀和节流阀；
SB2、通过液压压力传感器判断压缩油缸的压力是否到达设定值，若否，则继续等待；若是，则调节节流阀的开度；
SB3、通过压头位置传感器和液压压力传感器判断压头是否到保压位置，若否，则继续等待；若是，则延时关闭下降阀，再依次关闭节流阀、启动上升阀和节流阀；
SB4、同上判断压头是否到达减速位置，若否，则继续等待；若是，则减小节流阀的开度；
SB5、同上判断压头是否到达上限位的位置，若否，则继续等待；若是，则依次关闭上升阀和节流阀；
S47、判断压缩流程是否结束，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43。
本系统能够实时监控自行走压实器的运行状态，形象直观显示在触摸屏上。
本自行走压实器控制系统及方法的目的：不需要工作人员现场来回跑动，能够合理安排自行走压实器的移动及压缩。
构成由两大部分：自行走压实器控制系统，上位机
自行走压实器控制系统:行走马达和压缩油缸接收PLC控制器的控制信息，执行相应的动作，检测各传感器的状态并将信息处理，输出相应的信息驱动阀组的开关。
上位机：通过无线网络连接，实现自行走压实器控制系统的整个运行状态监管和操作。
通过有线网络连接，有效的运用各个实用性设备，实现对整个场地的有效且高效率的指挥及调度。
通过摄像头实现网络监控及现场实时监控，能随时随地的查看设备的运行情况及整个场地的运行情况。
当车辆进入场地，上位机就已将其记录并对其做出指挥，指挥其进入相应的投料口，车辆根据上位机给出的交通灯信号提示，进入给定的投料口，当车辆卸载完成后，上位机会通过PID计算，会将在场的每一个垃圾箱的容积比以一个直观的画面显示出来，当容器比达到需要压缩值后，就会启动压缩油缸，通过各传感器(采用XS8C4A4PCG13电感式接近开关)对压缩位置的确认，然后通过比例放大器(EEA-PAW-523-A-32)控制上升阀或下降阀(通过采用KDG4V-33C20N-S-U-H7-80比例换向阀的换向来实现上升阀或下降阀的功能)和节流阀(KTG4V-4S-3B08N-H6-60-EN427)将压头移动到指定箱体位置，压头会对箱体内的垃圾进行压缩动作，直至液压压力传感器(520.99323)反馈压力，在通过计算比较形成容器压缩比，当压缩比达到最大值，PLC控制器会将此容器卸料门关闭，并联系转运车辆，将此容器转运至指定场所。在这一系列的过程中，上位机可通过监控监看全部过程，且通过PID计算，可有效的提高工作效率，大大的节省能耗。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (1)
1.一种自行走压实器控制方法，其特征在于：采用自行走压实器控制系统，所述自行走压实器控制系统包括压机控制柜，所述压机控制柜内设置有PLC控制器，所述PLC控制器分别连接液压系统、数据采集系统和交换机，所述液压系统分别连接压缩油缸和行走马达，所述PLC控制器通过无线遥控器接收端连接有遥控器，所述交换机通过RS485总线分别连接有触摸屏和摄像头，所述交换机通过无线网桥客户端连接有上位机；
所述液压系统包括液压压力传感器、阀组和变量泵及电机，所述PLC控制器连接所述液压压力传感器，所述PLC控制器与阀组之间连接有比例放大器，所述PLC控制器与变量泵及电机之间连接有软启动器，所述压缩油缸分别连接所述液压压力传感器和阀组，所述行走马达连接所述阀组；
所述数据采集系统包括工位号传感器、工位定位传感器和压头位置传感器；
所述比例放大器、软启动器、交换机、触摸屏和无线遥控器接收端均设置在所述压机控制柜内；
所述PLC控制器为西门子S7-1200系列的PLC控制器；
所述自行走压实器控制方法具体包括以下步骤：
S1、系统启动；
S2、判断遥控器的状态，若打开，则进入步骤S3；若关闭，则操作权限是触摸屏，进入步骤S4；
S3、判断上位机的状态，若打开，则操作权限是上位机，进入步骤S4；若关闭，则操作权限是遥控器，进入步骤S4；
S4、根据接收到的信号进行相应处理；
所述步骤S4具体为：
S41、判断是否接收到启动电机的信号，若否，则继续等待；若是，则启动电机；
S42、判断电机启动是否完成，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43；
S43、判断是否接收到移机或压缩的信号，若是，则进入步骤S44和S46；若否，则判断是否属于无信号时间，若否，则继续等待；若是，则停止电机，然后进入步骤S42；
S44、判断是否接收到移机信号，若是，则进入移机流程；若否，则进入步骤S43；
S45、判断移机流程是否结束，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43；
S46、判断是否接收到压缩信号，若是，则进入压缩流程；若否，则进入步骤S43；
S47、判断压缩流程是否结束，若否，则继续等待；若是，则进入步骤S43；
所述移机流程具体为，包括以下步骤：
SA1、判断是否接收到移机许可的信号，若否，则按照检测的条件进行相应的处理；若是，则进入步骤SA2；
SA2、判断接收到的信号为左移或右移，若为左移，则启动左移阀；若为右移，则启动右移阀；
SA3、依次启动节流阀和蜂鸣器；
SA4、判断自行走压实器是否到达设定的工位，若否，则继续等待；若是，则进入步骤SA5；
SA5、判断自行走压实器是否到达减速位置，若否，则继续等待；若是，则减小节流阀的开度；
SA6、判断自行走压实器是否到达停止位置，若否，则继续等待；若是，则依次关闭左移阀或右移阀、节流阀和蜂鸣器；
所述步骤SA1中按照检测的条件进行相应处理具体如下：若电机启动未完成，则等待电机启动完成后再移动；若压头不在上限位，则将压头升到上限位再移动；若经过的工位溜槽不在位置，则等该工位溜槽放或收到位再移动；若经过的工位有车，则等车辆离开后再移动；若经过的工位在作业，则等待作业完成后再移动；
所述压缩流程具体为，包括以下步骤：
SB1、判断是否接收到压缩许可的信号，若否，则继续等待；若是，则依次启动下降阀和节流阀，其中，若是的条件是上位机会通过PID计算，会将在场的每一个垃圾箱的容积比以一个直观的画面显示出来，当容积比达到需要压缩值、各传感器对压缩位置进行确认；
SB2、判断压缩油缸的压力是否到达设定值，若否，则继续等待；若是，则调节节流阀的开度；
SB3、判断压头是否到保压位置，若否，则继续等待；若是，则延时关闭下降阀，再依次关闭节流阀、启动上升阀和节流阀；
SB4、判断压头是否到达减速位置，若否，则继续等待；若是，则减小节流阀的开度；
SB5、判断压头是否到达上限位的位置，若否，则继续等待；若是，则依次关闭上升阀和节流阀。
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