基于三菱PLC的RDF自动生产线控制系统设计

周李波

摘 要：垃圾衍生燃料在垃圾能量领域属于一种新型的方法，目前得到了迅速的发展，并且已经走向了大规模的工业化应用当中。文章提出了一种基于三菱PLC的RDF生产线控制系统，并进行了实际应用。对于该系统生产线来说，其采用的包括主要起到监控作用的上位机、起到通讯功能的PLC以及集中控制等部分。通过实际生产，可以得到该自动控制系统的合理设计，可以很好地满足各项控制要求，具有较好的使用前景。

关键词：垃圾衍生燃料；PLC；自动生产线；控制系统

中图分类号：TP273 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0101-02

Abstract： Garbage derived fuel is a new method in the field of garbage energy. It has been developed rapidly and has been applied to large-scale industrialization. In this paper， a RDF production line control system based on Mitsubishi PLC is proposed and applied in practice. For the production line of the system， it uses the main monitoring role of the host computer， as well as the communication function of the PLC and centralized control and so on. Through the actual production， it is known that the design of the automatic control system is reasonable， can well meet the control requirements， and has a better prospect for use.

Keywords： garbage derived fuel； PLC； automatic production line； control system

1 概述

1.1 研究背景

目前来说，国家的经济以及人们对于物质的需求越来越高，而且每个城市的城市化进行也越来越迅速，这种情况下，每天处理的垃圾能够达到20多万吨，而以各种方式达到的无害化处理能够达到每天23.5萬吨，总共在我国有超过一半的垃圾可以进行无害化的处理。

而对于生活垃圾来说，其既属于环保学科又属于能源学科，受到了人们的广泛重视而焚烧垃圾则可以对垃圾能源进行最大程度的利用。但是，这种情况下，也为环境带来了很大的危害，因为焚烧会带来二次污染，不能够使垃圾有效利用，因此，出现了一门新的学科，也就是垃圾衍生燃料，目前来说，该种处理方式已经逐渐走进了人们的生活。

1.2 研究目的及意义

本文主要研究对于生活垃圾的无害化处理，而且力求在使社会、环境以及经济和谐的情况下处理生活垃圾，使经济发展水平与处理垃圾的方式相适应。本文提出了一种对于垃圾衍生燃料进行生产的自动化生产线系统，对于该系统来说，可以对集工控机进行远程控制、对现场进行控制，具有出现故障能够急停的功能。此外，该系统已经经过了很多次的调试，可以满足控制要求，并且生产线有很高的经济效益和前景。

1.3 研究现状

在国外，很久以前就对RDF进行了研究，而且在美国等国家该技术已经有了非常广泛的应用，甚至走向了商业化。在世界上能够使用RDF进行发电的第一个国家是美国，而且有30多座发电站，在所有垃圾发电站中占了超过五分之一。美国的某RDF工厂，能够将超过两千吨的生活垃圾制作成垃圾衍生燃料，之后进行发电。而日本则是在1990年左右研究RDF技术，并且有了很好的效果，最近几年有超过十家公司投入资金在RDF中，并且对RDF资源进行了研究以及开发。在我国，最早是在2004年，在上海宝山神工生活废物综合处理厂首先安装了RDF生产线。

2 垃圾衍生燃料RDF、热值

所谓垃圾衍生燃料，就是通过对可燃性垃圾进行相应处理使其变成可燃性的燃料。对于RDF燃料来说，其可以在常温的条件下储存8个月左右，而且不发生腐烂。这种情况下，就可以对一些垃圾进行存储，使锅炉不至于停运，同时在旺季垃圾的产生会产生高峰的状态，也可以对该种问题进行解决。对于该种燃料来说，可以进行单独的燃烧，也可以与燃油等燃料进行混合燃烧。

对于RDF燃料来说，其制作的方法如下：对垃圾进行磁选，将金属、玻璃、砂土等不燃物去除，将容易干燥的部分运输到烘干机，垃圾之后会从烘干机中滚落下来。将这种物料放入进行第二次破碎的机器，将物料变成很多小颗粒，之后在其中加入硫、氯等固态物质，一起加入到成型机中。而这时的成型机就会制造出RDF，最后再次成型处理。

3 RDF自动生产线工艺流程

本文中的RDF自动生产线可以将生活垃圾进行分类选择之后对其进行综合处理，或者单独处理。在该生产线中，主要设备有给料机、进行一次、二次的破碎机、成型机、混料机以及皮带等。物料会在给料机中对物料进行粗略的破碎处理，之后将该物料从二号皮带送到二次破碎机，之后在将其混入混料机，使其与粉煤等进行混合，之后将其通过三号皮带机送入成型机成型，成型后的物料落入中转料斗。其工艺流程如图1所示。

4 RDF自动生产线控制系统的设计

4.1 生产线控制要求

（1）在该生产线中，使用了很多电机，而为了能够将启动过程对电源的冲击力降到最低，生产线中的每个设备也应该沿着物料流动的方向进行顺序启动，而且每台设备在启动时也应该有一定的时间间隔。（2）在整个过程中，应该保证停机时设备上不应该有存料，而且整个停机过程顺序应该与物料流动的方向相同，这时对设备进行停机时间间隔的设定。（3）整个过程中还应该对故障急停进行设置。在整个过程中，生产线随时都可能出现紧急故障，因此在每个设备上都应该设置急停按钮，而急停按钮也应该沿着皮带的方向设置。（4）运行方式。在设置过程中，还应该对运行方式进行设定，摆阔自动以及手动方式。（5）联锁和互锁。在生产线中，每个部分都相互关联，而且在各部分的工作中。对于生产线机构来说，其包含了很多中工作状态，而且不能够同时工作，所以还用改存在自锁装置，比如选择自动或者手动模式。（6）工控机监视。在上位工控机既可以实时察看各设备的工作情况，也可以远程启动或停止整条生产线。

4.2 硬件设计

对于可编程控制器来说，其采用的是可以对其进行编程的存储器，主要可以进行程序的储存、执行逻辑的运算、对顺序进行控制以及定时、技术等操作指令。但是对于PLC来说，其十分不容易进行人机对话以及故障的判断，并且不能够十分直观地进行显示，这种情况下，就应该使用工控计算机进行配合，之后一起组成一个更加优秀的控制系统。在本设计中，采用的I/O点数量以及对系统的控制需要等选用的都是三菱公司生产的FX-3U-32MR型PLC，之后通过FX3U-232-BDRS232串行通信扩展板与上位工控机进行通信。如图2所示。

4.3 上位工控机软件设计

对于MCGS来说，其属于北京的一款组态软件，界面友好且具有强大的内部功能，可以对其系统进行扩充，此外在用户的使用以及产品的设计方面都属于我国领先的水平。在本设计中，上位工控机使用的是MCGS软件进行组态，可以对生产线的状态通过工控机进行显示，之后对整个系统进行远程的控制，包括启動、停止以及急停等。

4.4 PLC程序设计

在本设计中，使用的PLC属于三菱系列，所以对于编程软件应该选择GXworks2。GXwork2为三菱PLC编程软件GXDeveloper的新版本替代编程软件。PLC程序实现的功能为：（1）如果RDF生产线选择的开关处于自动状态，那么就可以通过控制主控制柜上的开关以及上位工控机的开关对生产线的启动或者停止进行控制。而对于处于主控制柜以及上位机的手动安丘不可以进行使用。（2）如果RDF生产线的主控制柜开关处于手动状态，则可以通过使用主控制柜以及上位工控机进行手动启动或者停止，但是这时两处的自动按钮不能进行使用。

5 结束语

本文主要介绍了一种RDF自动生产线控制系统，经过一系列的调试，发现最后所设计系统能够良好运行，并且系统的每项要求均达到了要求，该套系统能够实现垃圾衍生化生产，可以投入使用。

参考文献：

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