基于PLC 控制的樓層垃圾桶升降裝置

徐必剛 吳姍姍 周 杰 朱思潮 周 軍 張 輝 劉文超 程 鑫 曹敬威 余恒峰 丁同民 訾道遠(yuǎn)

（安徽新華學(xué)院，安徽 合肥230000）

人類在生活以及開展社會(huì)生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程之中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定程度上的垃圾。

基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置，一方面能夠保證居民生活環(huán)境的潔凈性和房屋建筑的美觀性，另一方面還能夠節(jié)省人們處理垃圾的時(shí)間，縮小人們處理垃圾的距離，從而能夠提高人們生活的便利性和舒適性。除此之外，這樣還能夠減少丟棄垃圾而導(dǎo)致公共生活場(chǎng)所環(huán)境被垃圾污染的可能性，有利于共同維護(hù)公共生活場(chǎng)所環(huán)境，與現(xiàn)階段的小區(qū)居住環(huán)境和情況非常符合，具有非常積極的現(xiàn)實(shí)意義以及應(yīng)用價(jià)值。

1 升降裝置的應(yīng)用和發(fā)展

近些年，隨著我國(guó)建筑行業(yè)以及工業(yè)的不斷發(fā)展，建筑施工機(jī)械化水平、自動(dòng)化水平都得到了極大的提升，對(duì)升降裝置的可操作性、實(shí)用性、整體質(zhì)量、制造技術(shù)等等都提出了更加嚴(yán)格的要求。普通升降裝置所選用的控制方式、機(jī)械制造部件等，很容易會(huì)在升降裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程之中對(duì)啟動(dòng)裝置等產(chǎn)生較大的損害，例如電輪機(jī)磨損比較嚴(yán)重而無(wú)法提供足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)力，從而一方面會(huì)極其容易導(dǎo)致升降裝置的質(zhì)量發(fā)生問(wèn)題，進(jìn)而會(huì)使得安全問(wèn)題出現(xiàn)的概率大大增加，另一方面還會(huì)影響施工的效率，降低升降裝置運(yùn)行帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，并且會(huì)增加升降裝置養(yǎng)護(hù)所需要的成本資金的投入，進(jìn)而極大地降低基于PLC 控制的樓層垃圾桶升降裝置的應(yīng)用價(jià)值。與此同時(shí)，伴隨著現(xiàn)如今社會(huì)民眾對(duì)升降裝置的性能、安全性等提出越來(lái)越高且越來(lái)越嚴(yán)格的要求，過(guò)往的控制方式已經(jīng)逐漸無(wú)法能夠適應(yīng)社會(huì)的新需求和新要求，故而，一種新型的能夠滿足社會(huì)民眾新需求的升降裝置變得非常必要且重要。

2 基于PLC 控制的樓層垃圾桶升降裝置的創(chuàng)新性以及實(shí)用性

基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)原理主要就是將PLC 控制技術(shù)和類電梯式的墻體垃圾回收升降結(jié)構(gòu)進(jìn)行相融合，借助電梯調(diào)度算法，來(lái)高效地控制垃圾桶的上升與下降工作的開展。將過(guò)往的電梯控制技術(shù)應(yīng)用于樓層垃圾處理工作之中，能夠極大的提升垃圾處理的整體效率，具有極強(qiáng)的可操作性和實(shí)用性，能夠在比較大的范圍之內(nèi)得以合理的應(yīng)用。除此之外，基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置，可以培養(yǎng)社會(huì)公眾形成垃圾分類的環(huán)保理念和意識(shí)，對(duì)于推動(dòng)垃圾分類政策的落實(shí)、提高社會(huì)環(huán)境的潔凈度具有非常積極的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

3 基于PLC 控制的樓層垃圾桶升降裝置的研究設(shè)計(jì)方案

3.1 外觀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝

基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置中的升降系統(tǒng)最為重要的一大組成要素就是運(yùn)輸載體，所以必須要有一項(xiàng)設(shè)備能夠?qū)⑦\(yùn)輸載體平穩(wěn)的固定住，從而能夠在最大程度上保證升降裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程之中的安全性。除此之外，還計(jì)劃在基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置外部頂層之上架設(shè)一個(gè)質(zhì)量輕薄并且堅(jiān)固的蓬類裝置，以保證其能夠在所有的天氣狀況下都能夠進(jìn)行正常的工作，不會(huì)因?yàn)橥庠诘奶鞖庖蛩囟鴮?dǎo)致其運(yùn)轉(zhuǎn)受到損壞。并且，在外觀設(shè)計(jì)的過(guò)程之中，必須要考慮到其外觀呈現(xiàn)的美觀性以及和應(yīng)用房屋建筑之間的整體性和關(guān)聯(lián)性，避免對(duì)房屋建筑外觀的美觀性產(chǎn)生破壞。

3.2 電路的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要把卷?yè)P(yáng)機(jī)當(dāng)成是傳動(dòng)電力的核心動(dòng)力源，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力在經(jīng)過(guò)減速裝置的作用之后會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)以及減速裝置之間需要裝配制動(dòng)輪，其主要是借助以電磁力為制動(dòng)力的制動(dòng)裝置來(lái)確保制動(dòng)和平層的精準(zhǔn)度不受損害。除此之外，傳動(dòng)裝置的中間裝置主要是選擇了齒輪這一方式，這是因?yàn)辇X輪的機(jī)構(gòu)中兩轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件角速度的比值比較大，能夠比較容易獲取足夠大的動(dòng)力，從而極大地降低能源消耗。

3.3 電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝

基于PLC 控制的樓層垃圾桶升降裝置主要是為了服務(wù)于人，所以設(shè)計(jì)也必須要從以人為本的原則出發(fā)，必須要充分地考慮到安全性這一問(wèn)題，確保整個(gè)升降裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)危害到附近居民們的生命安全。與此同時(shí)，基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置在進(jìn)行上升和下降的整個(gè)過(guò)程之中，必須要確保電路設(shè)備安全的簡(jiǎn)易性以及高效性，并且要確保電路線路并不會(huì)暴露在外，避免因?yàn)橥庠诃h(huán)境因素的影響，例如雨水、太陽(yáng)暴曬等等，而導(dǎo)致電路線路受到損壞，進(jìn)而造成漏電等安全問(wèn)題的產(chǎn)生。故而，必須要對(duì)多種不同材質(zhì)的電路進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)，從而選擇出最佳的電路線路材料。除此之外，為了確保今后基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置能夠及時(shí)地隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善而進(jìn)行相應(yīng)的改善，所以在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候還必須要考慮到今后進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化的需求以及相關(guān)的要求，避免因?yàn)檫^(guò)于復(fù)雜等而導(dǎo)致后續(xù)無(wú)法進(jìn)行改進(jìn)工作，而且會(huì)對(duì)今后的電路維修與養(yǎng)護(hù)工作造成一定的難度和影響。

3.4 設(shè)計(jì)制造前的準(zhǔn)備工作

在基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置的設(shè)計(jì)、制造工作開展之前，還有相關(guān)的準(zhǔn)備工作必須要能夠得以真正的落實(shí)。

首先，必須要收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)與信息，并且將收集到的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和解析，確保今后的設(shè)計(jì)制造工作能夠有足夠堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。而在設(shè)計(jì)和制造工作的開展過(guò)程之中，必須要不斷地改進(jìn)其機(jī)械結(jié)構(gòu)，提前制定設(shè)計(jì)好一個(gè)框架體系，進(jìn)而再繼續(xù)開展后續(xù)的設(shè)計(jì)工作。與此同時(shí)，還必須要提前選定好制造升降裝置所需要的零件設(shè)備的采購(gòu)進(jìn)貨商，確保屆時(shí)所選用的一些設(shè)備、部件等都達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)、制造標(biāo)準(zhǔn)。

4 系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)

4.1 長(zhǎng)動(dòng)操作

在按下關(guān)閉按鈕之后，相關(guān)的接觸器斷電，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而再按下復(fù)合按鈕，可以達(dá)到互鎖控制的目標(biāo)。而當(dāng)按下上升啟動(dòng)的按鈕之后，一方面會(huì)將接觸點(diǎn)斷開，另一方面可以使負(fù)責(zé)正向轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)裝置開始運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可以確保樓層垃圾桶進(jìn)行上升。當(dāng)垃圾桶的高度到達(dá)至極值點(diǎn)，就會(huì)觸動(dòng)相應(yīng)的開關(guān)，使得轉(zhuǎn)動(dòng)的電路被切斷，繼而導(dǎo)致垃圾桶停止上升，保證了垃圾桶的樓層精確性。

除此之外，還安裝了互鎖裝置，能夠確保在緊急情況之下，及時(shí)切斷電路，并且自動(dòng)啟動(dòng)反方向的降落體系。與此同時(shí)，即便此時(shí)按下相反指令的啟動(dòng)按鈕，也無(wú)法給相應(yīng)的繼電器通電。如此，能夠最大化地保證整一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。

4.2 點(diǎn)動(dòng)操作

常開觸點(diǎn)開關(guān)A1 以及A2 是系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程之中決定垃圾桶上升和下降的復(fù)合按鈕，能夠發(fā)揮機(jī)械互鎖的作用。當(dāng)按下決定電動(dòng)裝置正向運(yùn)轉(zhuǎn)的A1 開關(guān)的時(shí)候，會(huì)首先將其動(dòng)斷觸點(diǎn)隔離開，從而導(dǎo)致相反方向的接觸電路斷電，繼而動(dòng)合觸點(diǎn)合攏，確保正向運(yùn)轉(zhuǎn)電路通電，從而達(dá)到垃圾桶上升的目標(biāo)。反之，垃圾桶的下降工作亦是如此運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.3 變頻驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)

在永磁同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程之中，編碼器一方面會(huì)精確地反映出電動(dòng)機(jī)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度，另一方面還能夠及時(shí)地調(diào)整磁極的位置，確保變頻驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)的傳遞穩(wěn)定性。除此之外，由于永磁同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)而言比較穩(wěn)定，不易發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所以能夠通過(guò)磁場(chǎng)磁極的調(diào)整與變化，而產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的轉(zhuǎn)矩力。

綜上所述，隨著生活垃圾的逐漸增多和建筑樓層高度的逐漸增高，樓層垃圾的運(yùn)輸?shù)纫呀?jīng)逐漸成為了社會(huì)發(fā)展過(guò)程之中需要考慮到的重要社會(huì)問(wèn)題，尤其是隨著現(xiàn)如今環(huán)境保護(hù)政策和垃圾分類工作的不斷提倡，樓層垃圾的處理變得愈來(lái)愈重要且必要，社會(huì)對(duì)其也提出了新的要求和需求。基于PLC控制的樓層垃圾桶升降裝置借助了過(guò)往的電梯控制方式，能夠通過(guò)將垃圾桶升降的方式來(lái)處理各個(gè)樓層的垃圾，這一方面可以極大地節(jié)省處理垃圾所需要花費(fèi)的時(shí)間，提高了人們生活的便利性以及舒適性，另一方面也能夠避免過(guò)往垃圾丟棄過(guò)程之中對(duì)公共區(qū)域產(chǎn)生的垃圾遺棄等問(wèn)題的發(fā)生，具備非常積極的應(yīng)用價(jià)值以及現(xiàn)實(shí)意義。