基于三菱PLC的RDF自動生產線控制系統設計

周李波

摘 要：垃圾衍生燃料在垃圾能量領域屬于一種新型的方法，目前得到了迅速的發展，并且已經走向了大規模的工業化應用當中。文章提出了一種基于三菱PLC的RDF生產線控制系統，并進行了實際應用。對于該系統生產線來說，其采用的包括主要起到監控作用的上位機、起到通訊功能的PLC以及集中控制等部分。通過實際生產，可以得到該自動控制系統的合理設計，可以很好地滿足各項控制要求，具有較好的使用前景。

關鍵詞：垃圾衍生燃料；PLC；自動生產線；控制系統

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：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

目前來說，國家的經濟以及人們對于物質的需求越來越高，而且每個城市的城市化進行也越來越迅速，這種情況下，每天處理的垃圾能夠達到20多萬噸，而以各種方式達到的無害化處理能夠達到每天23.5萬噸，總共在我國有超過一半的垃圾可以進行無害化的處理。

而對于生活垃圾來說，其既屬于環保學科又屬于能源學科，受到了人們的廣泛重視而焚燒垃圾則可以對垃圾能源進行最大程度的利用。但是，這種情況下，也為環境帶來了很大的危害，因為焚燒會帶來二次污染，不能夠使垃圾有效利用，因此，出現了一門新的學科，也就是垃圾衍生燃料，目前來說，該種處理方式已經逐漸走進了人們的生活。

1.2 研究目的及意義

本文主要研究對于生活垃圾的無害化處理，而且力求在使社會、環境以及經濟和諧的情況下處理生活垃圾，使經濟發展水平與處理垃圾的方式相適應。本文提出了一種對于垃圾衍生燃料進行生產的自動化生產線系統，對于該系統來說，可以對集工控機進行遠程控制、對現場進行控制，具有出現故障能夠急停的功能。此外，該系統已經經過了很多次的調試，可以滿足控制要求，并且生產線有很高的經濟效益和前景。

1.3 研究現狀

在國外，很久以前就對RDF進行了研究，而且在美國等國家該技術已經有了非常廣泛的應用，甚至走向了商業化。在世界上能夠使用RDF進行發電的第一個國家是美國，而且有30多座發電站，在所有垃圾發電站中占了超過五分之一。美國的某RDF工廠，能夠將超過兩千噸的生活垃圾制作成垃圾衍生燃料，之后進行發電。而日本則是在1990年左右研究RDF技術，并且有了很好的效果，最近幾年有超過十家公司投入資金在RDF中，并且對RDF資源進行了研究以及開發。在我國，最早是在2004年，在上海寶山神工生活廢物綜合處理廠首先安裝了RDF生產線。

2 垃圾衍生燃料RDF、熱值

所謂垃圾衍生燃料，就是通過對可燃性垃圾進行相應處理使其變成可燃性的燃料。對于RDF燃料來說，其可以在常溫的條件下儲存8個月左右，而且不發生腐爛。這種情況下，就可以對一些垃圾進行存儲，使鍋爐不至于停運，同時在旺季垃圾的產生會產生高峰的狀態，也可以對該種問題進行解決。對于該種燃料來說，可以進行單獨的燃燒，也可以與燃油等燃料進行混合燃燒。

對于RDF燃料來說，其制作的方法如下：對垃圾進行磁選，將金屬、玻璃、砂土等不燃物去除，將容易干燥的部分運輸到烘干機，垃圾之后會從烘干機中滾落下來。將這種物料放入進行第二次破碎的機器，將物料變成很多小顆粒，之后在其中加入硫、氯等固態物質，一起加入到成型機中。而這時的成型機就會制造出RDF，最后再次成型處理。

3 RDF自動生產線工藝流程

本文中的RDF自動生產線可以將生活垃圾進行分類選擇之后對其進行綜合處理，或者單獨處理。在該生產線中，主要設備有給料機、進行一次、二次的破碎機、成型機、混料機以及皮帶等。物料會在給料機中對物料進行粗略的破碎處理，之后將該物料從二號皮帶送到二次破碎機，之后在將其混入混料機，使其與粉煤等進行混合，之后將其通過三號皮帶機送入成型機成型，成型后的物料落入中轉料斗。其工藝流程如圖1所示。

4 RDF自動生產線控制系統的設計

4.1 生產線控制要求

（1）在該生產線中，使用了很多電機，而為了能夠將啟動過程對電源的沖擊力降到最低，生產線中的每個設備也應該沿著物料流動的方向進行順序啟動，而且每臺設備在啟動時也應該有一定的時間間隔。（2）在整個過程中，應該保證停機時設備上不應該有存料，而且整個停機過程順序應該與物料流動的方向相同，這時對設備進行停機時間間隔的設定。（3）整個過程中還應該對故障急停進行設置。在整個過程中，生產線隨時都可能出現緊急故障，因此在每個設備上都應該設置急停按鈕，而急停按鈕也應該沿著皮帶的方向設置。（4）運行方式。在設置過程中，還應該對運行方式進行設定，擺闊自動以及手動方式。（5）聯鎖和互鎖。在生產線中，每個部分都相互關聯，而且在各部分的工作中。對于生產線機構來說，其包含了很多中工作狀態，而且不能夠同時工作，所以還用改存在自鎖裝置，比如選擇自動或者手動模式。（6）工控機監視。在上位工控機既可以實時察看各設備的工作情況，也可以遠程啟動或停止整條生產線。

4.2 硬件設計

對于可編程控制器來說，其采用的是可以對其進行編程的存儲器，主要可以進行程序的儲存、執行邏輯的運算、對順序進行控制以及定時、技術等操作指令。但是對于PLC來說，其十分不容易進行人機對話以及故障的判斷，并且不能夠十分直觀地進行顯示，這種情況下，就應該使用工控計算機進行配合，之后一起組成一個更加優秀的控制系統。在本設計中，采用的I/O點數量以及對系統的控制需要等選用的都是三菱公司生產的FX-3U-32MR型PLC，之后通過FX3U-232-BDRS232串行通信擴展板與上位工控機進行通信。如圖2所示。

4.3 上位工控機軟件設計

對于MCGS來說，其屬于北京的一款組態軟件，界面友好且具有強大的內部功能，可以對其系統進行擴充，此外在用戶的使用以及產品的設計方面都屬于我國領先的水平。在本設計中，上位工控機使用的是MCGS軟件進行組態，可以對生產線的狀態通過工控機進行顯示，之后對整個系統進行遠程的控制，包括啟動、停止以及急停等。

4.4 PLC程序設計

在本設計中，使用的PLC屬于三菱系列，所以對于編程軟件應該選擇GXworks2。GXwork2為三菱PLC編程軟件GXDeveloper的新版本替代編程軟件。PLC程序實現的功能為：（1）如果RDF生產線選擇的開關處于自動狀態，那么就可以通過控制主控制柜上的開關以及上位工控機的開關對生產線的啟動或者停止進行控制。而對于處于主控制柜以及上位機的手動安丘不可以進行使用。（2）如果RDF生產線的主控制柜開關處于手動狀態，則可以通過使用主控制柜以及上位工控機進行手動啟動或者停止，但是這時兩處的自動按鈕不能進行使用。

5 結束語

本文主要介紹了一種RDF自動生產線控制系統，經過一系列的調試，發現最后所設計系統能夠良好運行，并且系統的每項要求均達到了要求，該套系統能夠實現垃圾衍生化生產，可以投入使用。

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