医疗垃圾焚烧炉上料装置控制系统的设计.pdf

《自动化技术与应用》2010年第29卷第8期
PLG与DCS
PLC and DCS
医疗垃圾焚烧妒上料装置控制系统的设计
曹小燕1,沈显庆1,赵寒涛
(1.黑龙江科技学院电气与信息工程学院,黑龙江哈尔滨150027
2.黑龙江省科学院自动化研究所,黑龙江哈尔滨150090
摘要:根据医疗垃圾焚烧炉上料装置的工艺过程和控制要求,设计了以PIC和触摸屏为核心的控制系统,本文对控制系统的设计方
案、组成、硬件配置以及软件设计进行了详细闻述。实际运行表明,上料系统具有性能稳定、操作方便和人机交互友好等特
点,实现了自动计量上料。
关键词:上料装置;称重,PLC;触摸屏
中图分类号:TP29文献标识码:B文章编号:1003-7241(2010)08-0048-04
Design of Control System of Feeding Device for the Incinerator
CAO Xiao-yan SHEN Xian-qing ZHAO Han-tao2
(1. College of Electric and Information Engineering Heilongjiang Institute of Science and Technolog Harbin 150027 China,
2. Automation Institute of Heilon Jiang Academy, Harbin 150090 China
Abstract: To meet the process and control requirements of feeding device for the incinerator, a control system based of PLC and
touch panel is designed. The paper discusses the design project, structure, hardware and software of the control system
The application results show that the system with good inter-information between worker and machine runs stably, uses
easy and can weigh and feed automatically
Key words: feeding device; weighing; PLC; touch panel
1引言
统利用可编程控制器PLC通用灵活、可靠性高、易于
医疗垃圾是指各类医疗卫生机构在医疗、预防、保编程等优点,通过与触摸屏结合使用实现了人机交互功
健、教学、科研以及其他相关活动中产生的具有直接能和上料过程的自动化控制,满足自燃式焚烧炉的上料
或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物,含有大量要求,对促进环保产品产业化及环保事业发展有着积极
病菌、病毒等有害物质,如果得不到很好的处理,将严的作用。
重污染环境,成为疾病的重要传播源?。采用焚烧方法
处理医疗垃圾是目前比较理想的处理方法。哈尔滨某2装置工作过程
环保设备厂自行研制的自燃式医疗垃圾焚烧炉具有无
上料装置主要由输送、称重、提升、栂箱翻转和推
须添加任何燃料、成本低及良好的环保性能等优点,但料等五个功能模块组成。在储料间将袋装医疗垃圾放
存在自动上料问题。为了达到燃烧效果,要求均匀上人料箱,在线称重后经输送机构运送到距离储料间约
料,采用人工上料劳动强度大,关键是操作人员直接接15m的焚烧炉前,并将炉门打开。提升机构将料箱提升
触医疗垃圾,极不安全卫生。针对自燃式焚烧炉,根据到进料口位置,翻转机构将料箱翻转90度,使料箱出口
用户的要求,设计了一种自动上料装置。该装置控制系与炉门对接,推料机构将垃圾推入炉中。然后推料器撤
基金项目:黑龙江省自然科学基金项目(编号2007-34)
出,空料箱翻转复位并下降,并将炉门关上,装置按原路
收稿日期:2010-05-24
线返回,完成一次上料过程。由于推料器长约1m,在装
48 T s ma&A plications
PLC与DCS
《自动化坡术与应用》2010年第29巻第8期
LC and DCS
置行进过程中若不收回,容易刮伤工作人员,因此在运求,在装置机体上设有手动按钮箱,可随时控制10个动
送垃圾的过程中必须使推料器处于推入状态。即在运作的启停及紧急情况下的停车;用于自动工作的限位开
送垃圾到焚烧炉位置后必须先将推料器撤出才可提升关8个,用来控制电机正反转的接触器8个。触摸屏用
料箱,在将垃圾送入炉内后返回时,还必须再执行一次来显示装置的运行状态,设定工作参数,提供装置的运
推料动作。工作过程见图1所示。
行模式切换信号等。模拟量输入模块负责将3路称重传
感器送来的模拟信号转换成数字信号送给PLC进行数
储料间装料入箱」?称重前进
据处理。
返回
荧烧炉
3.1PLC及模拟量输入模块
PLC是整个控制系统的核心部分,系统选用日本
下降
OMRON公司的CPM1A-40CDR-A型PLC,它共有40
翻出?撇
推入?翻入
个I/O点,其中24个输入、16个输出,具有可实现平稳
图1装置工作过程
输入输岀动作的输入滤波器功能和快闪内存,能够满足
该装置的控制要求3。其体积小、处理数据能力强、功
运动过程由4台电机推动执行,具有単独操作能能指令丰富,且抗干扰能力强,可靠性高。模拟量输人
力,在全自动模式下,前一个运动过程到位自动进入下模块用来接收由称重传感器发生的电信号,并进行A/D
个运动环节,每个电机只能按顺序完成动作。为防止转换,选用 OMRON公司的 CPMA-AD041模拟量输人
误操作造成垃圾泄漏扩散及损坏设备,在电机控制上采模块。它具有4个模拟量输入点,选择电压输人范围为
取部分互锁措施,即运送到位之前,提升、翻转、推料0~5V,分辨率为1/6000
电机禁止动作;料箱未提升到位,不得翮入;推料器处于3.2称重传感器
推人”状态时,不得提升、翻人和翻出?。上料速度均
由于垃圾成分不同,垃圾热值变化较大,它的容
匀且可调,以满足不同炉型的要求。装置有自动和手动变化也较为明显。每次给焚烧炉所加的垃圾虽然体积
两种工作模式,正常工作时采用自动模式,如果在工作上基本相同,但相应的重量和热值却千差万别。为满足
过程中出现断电情况,来电后系统自动转换成手动工作燃烧要求,上料装置应具有称重功能以实现定量投料。
模式,由操作人员根据现场情况实施手动控制返回初始考虑到在粉尘、潮湿及腐蚀性环境下,易造成传感器弹
位置后,再重新切换为自动工作模式。
性体受损和内部短路,因此应选用密闭性、抗腐蚀性能
高且能承受一定冲击力的称重传感器。系统采用意大
3控制系统硬件设计
利 GEFRAN的CU-K5D称重传感器,测量量程为0
50Kg,精度等级为0.2%,全不锈钢结构,其机械部分由
手动按
整块金属组成,具有很好的抗冲击性[?。工作时所加物
执行电机
限位开失」"上政
料作用在称重传感器上,称重传感器弹性体产生形变,
?触摸屏
使粘贴于弹性体应变梁上的电阻应变计桥路失去平衡,
CPM1A
ADO41
输出与重量数值成比例的电压信号,模拟量输