餐厨垃圾处理PLC控制系统的研究

论文摘要

餐厨垃圾作为人类日常生活垃圾的重要组成部分,占城市生活垃圾总量的近1/6,而它含水率高、有机物含量高的特点使其需要进行单独处理。但是目前我国餐厨垃圾回收技术仍处于初步阶段,收集、运输和处理系统均不完善,相应的管理运作体制有待健全。在大多数城市中,餐厨垃圾存在管理无序、任意处置的问题,严重的影响着城市环境。针对餐厨垃圾“资源化循环利用”的需求,武汉百信环保能源科技有限公司提出300t/d餐厨垃圾处理工程,本课题就是以此为研究背景,利用自动控制原理、可编程控制器、工业自动化组态软件等技术,根据餐厨垃圾处理的工艺流程,按照餐厨垃圾处理的控制要求,设计与之配套的微机自动控制系统,实现处理过程的自动化、智能化,提高加工处理效率。论文介绍一种餐厨垃圾处理PLC控制系统的设计方案,利用西门子S7-200系列PLC对工厂设备进行自动化控制。论文主要内容包括餐厨垃圾处理总体控制方案设计、电气控制PLC硬件设计、软件设计、人机界面设计等四大部分。首先通过分析餐厨垃圾处理的生产工艺,明确生产控制要求,从而提出控制系统的总体方案、网络通信方式和人机界面设计方案。然后,根据生产需要完成系统的硬件选型,选择西门子S7-200系列的CPU224 +2个EM223+2个EM235+3个EM232,并进一步完成PLC控制系统的I/O地址分配和电气原理图设计,设计控制系统的主电路图、控制电路图和PLC外围接线图。利用MicroWIN软件进行顺序启停程序、保护连锁程序和PID控制程序的编写,实现现场设备自动启停和容器温度压力的PID调节。在上位机人机界面设计中,使用北京亚控公司的组态王软件进行设计,通过上位机与PLC的变量连接,实现对现场数据的实时监控和管理。虽然整个控制系统主要设计工作已经完成,在餐厨垃圾处理厂建设完成后,还需要进一步完成设备工艺的优化和软件的改进,以期获得更好的控制效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 餐厨垃圾处理技术的研究现状
• 1.3 研究目的和任务
• 1.4 研究内容
• 第2章 餐厨垃圾处理总体控制方案设计
• 2.1 餐厨垃圾处理工艺介绍
• 2.1.1 预处理车间
• 2.1.2 油脂车间
• 2.1.3 生物蛋白饲料车间
• 2.1.4 污水处理车间
• 2.1.5 废气处理
• 2.1.6 小结
• 2.2 餐厨垃圾处理控制系统设计
• 2.2.1 PLC 控制总体设计
• 2.2.2 网络通信设计
• 2.2.3 人机界面设计
• 第3章 电气控制 PLC 硬件设计
• 3.1 硬件选型
• 3.1.1 PLC 及其扩展模块的选型
• 3.1.2 低压电器、现场仪表和执行机构的选型
• 3.2 控制系统的 I/O 地址分配
• 3.3 电气控制系统原理图
• 3.3.1 主电路图
• 3.3.2 控制电路图
• 3.3.3 PLC 外围接线图
• 第4章 电气控制 PLC 软件设计
• 4.1 MicroWIN 软件介绍
• 4.2 顺序启停程序和保护连锁程序
• 4.3 PID 控制程序
• 第5章人机界面设计
• 5.1 组态软件概述
• 5.2 监控画面设计
• 5.2.1 定义变量
• 5.2.2 画面设计
• 5.2.3 定义动画连接
• 第6章 总结及展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A
• 附录 B
• 附录 C
• 攻读硕士学位期间科研成果