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目前的垃圾壓縮裝置主要有2種，移動式壓縮站和固定式壓縮站。移動式壓縮站比較機動靈活，占地面積小，適合袋裝收集、人力收集車收集、小型機動車收集，可以完成在城市的居民住宅小區、環境衛生站、大型場館，以及任何具有電源、需要對大量固態生活垃圾進行轉運的場合。
1工藝及控制要求
移動式垃圾壓縮站由垃圾收集料斗、收集箱、壓縮箱、液壓裝置及電控裝置組成，如圖1所示。通常需要與專業轉運車配套使用，以提高垃圾的轉運率。
圖1移動式垃圾壓縮站示意圖
當垃圾收集車到來時，收集料斗落下，通過自卸或人工的方式將垃圾倒入料斗內，料斗裝滿后提升至收集箱上方傾倒。啟動液壓推進裝置（壓頭）進行反復推壓，將垃圾強力壓入壓縮箱，直至收到壓滿信號，停止壓縮，液壓推進裝置復位。料斗復位，由專用轉運車拉到垃圾填埋場。
采用PLC控制系統，可根據現場的實際情況選擇自動或手動控制，可以方便獨立控制壓頭推進循環或者料斗循環。
技術要求：壓頭的推進距離采用4～20mA的模擬量檢測；可以進行多地點操作，在某些特殊的場合下，可以進行遙控操作；具有強行壓縮和強行后退功能。
為了使操作人員掌握壓縮作業過程中所出現的各種情況，需要對操作過程有直觀的指示（包括燈光和文本），在出現故障時（如過載、斷相、油溫高、油壓低，油濾器堵以及直線傳感器探頭失效）進行保護，并通過蜂鳴器進行報警。當垃圾壓滿時，發出壓滿指示，便于操作人員停止壓縮作業。
2控制方案
根據移動式垃圾壓縮站的工藝及控制要求，通過對I/O信號的分析，基本操作共需要13個輸入點，10個輸出點。采用SIEMENS公司的S7-200PLC，選擇CPU224，測量壓頭推進距離采用TURCK公司的直線位移傳感器，位移輸入信號為4～20mA，選擇SIEMENS公司的模擬量輸入模塊EM231，文本顯示器為SIEMENS公司的TD400C。控制系統的組成如圖2所示。
圖2控制系統組成
在文本顯示器TD400C上進行移動壓縮站工作狀態的文本顯示（如壓頭前進、壓頭后退、料斗上升、料斗下降）；完成壓縮箱內垃圾容量的顯示（如口■■■）；當出現報警時進行故障類型的文本顯示。
3 I/O點分配
根據控制要求，對S7-200PLC的I/O分配如表1所示。
表1 S7-200PLC的I/O分配
由于文本顯示器TD400C具有功能輸入控制鍵，可以對S7-200PLC進行控制，因此可以在移動壓縮站上進行部分操作，在TD400C上分配的功能輸入鍵如表2所示。
表2 TD400C的功能輸入鍵的分配
4程序設計
該系統主要完成對料斗的升降控制和壓頭進退的行程控制，壓頭進退與料斗升降有一定的聯鎖，同時進行顯示和報警。程序結構框圖如圖3所示。
但是由于要壓縮的固態生活垃圾（可能摻雜少量建筑垃圾）的特殊性，松散雜亂，料斗每次倒入壓縮箱的垃圾無論是質量、體積、材質、形狀等都是不同的。這樣壓頭推進裝置每次的壓實量都是不確定的，每次的推進行程都可能有所不同，隨著壓縮箱內垃圾的增加，壓頭的推進行程隨之減少。不能像常規控制那樣，通過行程開關、光電開關、感應開關等的控制完成壓頭的自動循環操作，也不能通過簡單定時和計數的方式進行反復推壓，如何實現壓頭的自動循環是一個難題。
垃圾壓縮站的一個重要指標是壓實率，為了保證壓實率，在壓頭推進至一定行程時要進行保壓一段時間。然后壓頭后退，后退時要卸荷，再開始新的循環，直至壓滿壓實為止。然而壓實率如何檢測，在無法安裝重量傳感器的情況下，何時才算壓滿也是一個難題。
為實現壓頭循環的行程控制，采用了直線位移傳感器，采集壓頭行程的模擬量，通過一定的算法和程序轉換成實際行程的數字量，如圖4所示。
圖4壓頭行程檢測
經過反復實驗，先進行常規的壓縮循環，在壓頭推進的某些行程上進行保壓，當保壓的時間到，再后退。在壓頭推進的不同行程上，安排不同的保壓時間。當壓縮箱即將壓滿時，再連續推壓幾次，可得到壓滿信號。壓頭前進的程序如圖5所示。
圖5壓頭前進控制
5結語
采用PLC控制技術，使得電控裝置的體積明顯減少，成本降低，改善環衛工人的安全作業環境，減輕勞動強度，提高作業效率，從而有效地實現了垃圾轉運過程的自動化程度。
參考文獻
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