自动控制系统在餐厨垃圾处理中的应用.pdf

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1、化工自动化及仪表第38卷自动控制系统在餐厨垃圾处理中的应用杨帆于淑芬许靖平(北京机电研究院高技术股份有限公司环保事业一部，北京100027)摘要依据《餐厨垃圾处理技术规范》与餐厨垃圾处理工艺流程，基于PLC设计其自控系统。系统主要由PLC主站和控制子站、数据通信系统、操作员站和工程师站组成，实现了工艺数据的归档存储、历史曲线的实时查看及故障报警等。对于出现的紧急状况，由应急自保程序自动处理，避免了人为操作造成的时间滞后。关键词餐厨垃圾处理PLCProfibus．DP故障报警中图分类号TH861文献标识码A文章编号1000—3932(2011)

2、12一1502m4日常生活中每天都会有大量固态、半固态和液态餐厨垃圾产生，如不及时处理，变质后会造成大气污染。因此，妥善处理餐厨垃圾对于改善城市环境卫生具有十分重要的意义。按照循环经济理论建立的餐厨垃圾处理系统每处理1t餐厨垃圾可再生动物饲料约60kg，同时分离出的油脂可作为生产肥皂及润滑剂等的原料。目前，我国的餐厨垃圾处理还属新兴产业，尚未形成一整套成熟的处理流程。笔者针对呼和浩特市京城固体废物处置有限公司餐厨垃圾自动处理项目的要求，基于PLC设计了由计算机通信网络和分布式数据库支持的高柔性智能生产系统⋯，对其工艺流程中的风机和泵类设备实现

3、自动控制和实时监控，并由上位工控机对现场仪表进行实时监控，系统还设计有关键工艺参数的联锁保护控制系统。去餐厨垃圾蒸汽1工艺流程简介餐厨垃圾处理工艺流程如图1所示，整个工艺由预处理、湿热灭菌和好氧发酵、饲料成品的后处理3个工序组成。依据《餐厨垃圾处理技术规范》，该系统分为进料、预处理、处理工艺、副产品加工及通风除臭等部分。进料和预处理系统在预处理车间完成，餐厨垃圾通过进料系统输送进预处理车间，由破碎机将固料破碎并将渗滤液储存到储槽中，渗滤液和破碎后的垃圾都被送入处理工艺系统车间进行湿热灭菌和好氧发酵，之后进行脱水，并分成含油废水和固态废料，含油

4、废水经油水分离提取油脂，废水直接通往废水处理车间进行处理，固料则经输送机送入发酵干燥机进行好氧发酵处理，由鼓风机和引风机为发酵干燥机提供流动热空气。后处理车间将处理工艺系统处理完的餐厨垃圾进行副产品加工，包括生产饲料的分级筛选、包装和成品输出。蒸汽图1餐厨垃圾处置系统的工艺流程简图收稿B期：201l-10-08(修改稿)第12期杨帆等自动控制系统在餐厨垃圾处理中的应用15032餐厨垃圾处理自控系统笔者根据餐厨垃圾处理工艺流程设计其自控系统，采用PLC与现场总线完成生产过程的控制任务。上位机组成的网络将现场设备和过程控制信息送至厂级管理系统，实

5、现全厂信息资源的合理利用，为管理与决策提供支持。系统的基本控制级完成对湿热反应釜、发酵干燥器内的料位、温度、相关输人管路的流量及压力等数据的采集，将阀门、泵、风机及变频器等设备的参数控制在系统所需范围内”1。车间或装置优化监控级使生产装置运行在最优工况，并实现故障预报与诊断功能。厂级控制系统的整体结构如图2所示。图2厂级自控系统结构示意图2．1控制系统类型的选择2．1．1定值控制湿热反应釜内的湿热反应温度是须严格控制的工艺参数，为此设计了釜内温度的联锁保护控制系统。控制装置通过安装在釜内的温度测量仪传送来的数据，与设定温度值进行比对，经PID

6、计算后，发送控制信号调节进入反应釜的蒸汽阀门开度，从而改变进入反应釜的蒸汽量，保证了釜内温度的基本恒定。另外，发酵干燥机的蒸汽调节阀的开度也是根据其设定值进行控制的。2．1．2顺序控制本系统的自动进料控制系统和应急自保护系统采用顺序控制方式实现。自动进料控制系统包括湿热反应釜自动进料系统和发酵干燥机自动进料系统。湿热反应釜自动进料系统设有对原料输送机、破碎机和输送泵的实时控制。输送泵将破碎后的固体废料运送到湿热反应釜，液态废料通过废液输送泵送入湿热反应釜。实际运行中，操作员在工程师站上点击自动进料按钮，即由PLC自控系统完成对原料输送机、破碎

7、机、输送泵和废液阀门的自动控制。应急自保护系统一部分是为保护湿热灭菌釜及发酵干燥机等重要设备的正常运转而设置的保护程序，如湿热灭菌釜进料保护程序是保证进料量恒定以及釜内料位仪表发生故障时系统依然能够正常工作。笔者测算了从湿热反应釜内无料到釜内废料达到上限值的时长，记为‘，当系统投人运行时，即可从输送泵开启时刻计时，达到f时系统自动停止输送泵运行，并关闭进料阀。这样，系统不会因料位仪故障而造成输送泵持续进料，最终导致釜内废料的溢出而影响正常工作。另外，为确保系统的安全运行，还设计了急停按钮，当操作人员发现问题时也可直接按“急停按钮”停止进料，避

8、免危险事故发生。应急自保护系统的另一部分是断电保护程序。生产现场由于供电检修及生产现场土建等原因会有短时间停电现象，一些泵类设备通常是一用一备，当恢复供电时可能会有