垃圾分拣机系统设计
智能垃圾分类系统的设计与实现

智能垃圾分类系统的设计与实现近年来,随着人们环保意识的提高,垃圾分类成为了社会关注的焦点。
垃圾分类不仅是一项环保行为,更是一种社会责任和生活方式。
而传统的垃圾分类方式存在诸多不便,如人工分类的局限性、分类标准不统一等问题,这就催生了智能垃圾分类系统的需求。
本文将围绕智能垃圾分类系统的设计与实现展开详细讨论。
一、需求分析首先,我们要明确智能垃圾分类系统的需求。
智能垃圾分类系统主要是为了解决人工分类繁琐、耗时、容易出错的问题,实现自动化识别和分拣各类垃圾的功能。
系统需要具备高精度、高效率的识别能力,并且要能够适应不同地区的垃圾分类标准。
其次,智能垃圾分类系统还需要结合物联网技术,实现垃圾桶的自动开合和数据上传功能。
此外,系统还要具备通信和远程控制功能,方便运维人员对系统进行监控和管理。
最后,智能垃圾分类系统还需要具备数据存储和分析功能,以便对垃圾分类情况进行监测和分析,为环保部门提供数据支持。
二、系统设计在系统设计方面,智能垃圾分类系统主要包括硬件和软件两个部分。
硬件方面,系统需要搭载高精度的摄像头和传感器,用于实现垃圾识别和分拣。
此外,系统还需要集成电子称和执行机构,以便对垃圾进行称重和分拣。
软件方面,系统需要编写垃圾分类识别算法,实现对各类垃圾的自动识别。
同时,系统还需要搭建数据存储和分析平台,实现对垃圾分类情况的实时监测和分析。
此外,系统还需要设计用户界面,方便用户和运维人员进行交互和管理。
三、系统实现在系统实现方面,我们可以采用深度学习算法来实现垃圾分类识别。
深度学习算法通过大量标记好的垃圾图像数据进行训练,来实现对垃圾的自动识别和分类。
经过训练后的模型,可以在系统中进行部署,实现对垃圾的实时识别和分拣。
同时,我们还可以借助物联网技术,实现垃圾桶的自动开合和数据上传功能。
通过集成传感器和执行机构,可以实现对垃圾桶的状态监测和控制,进而实现对垃圾的自动分拣和称重。
在软件方面,我们可以借助云计算和大数据技术,实现对垃圾分类情况的数据存储和分析。
基于PLC的垃圾分类自动控制系统的设计

基于PLC的垃圾分类自动控制系统的设计摘要当前,我国在落实可持续发展、实现生态文明的同时,也对我国居民的生活垃圾分类处理有了新的要求。
目前我国城镇生活垃圾的处理仍以人工分类为主,存在着废物资源利用率低,处理过程机械化少等问题。
在这一背景下,论文以可编程的逻辑性控制器(PLC)为基础,提出了一种带有自动辨识的垃圾分拣系统。
这一系统的建立,不但有助于对生活中常用的生活垃圾进行高效的分类,还可以显著提高人们生活质量。
本文主要研究基于PLC的垃圾分类自动控制系统的设计。
首先进行了PLC的技术分析,其次具体分析了垃圾分类工作原理及控制流程,接着进行了垃圾分类处理设备的概述及相关硬件选型,最后进行了垃圾处理控制系统的设计。
关键词:PLC 垃圾分类自动控制系统1.研究背景与意义近年来,我国的国民经济快速发展,人民的生活水平与质量逐年提升,城镇化率加快。
人们的居住环境的持续提高,城镇的垃圾产生的数量也在每年都在增加,极大的增加了我国的环境压力。
在社会高度关注的今天,在“绿水青山”被列为全国发展战略的基础上,对生活垃圾进行分类的处理,无论是对环境还是对社会,都有着重大的意义[1]。
可社会上在推行垃圾分类方面所做的工作还不够深入,对于垃圾分类自动处理也没有很好的解决方案,垃圾处理机械化、自动化率普遍低下。
为了能解决上诉问题,同时响应国家实现生态文明发展。
本文以可编程的逻辑性控制器PLC为基础,提出了一种带有自动辨识的垃圾分拣系统。
这一系统的建立,不但有助于对生活中常用的生活垃圾进行高效的分类,还可以显著提高人们生活质量。
PLC是可程序设计的逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC),它是一种带有微处理器的、用于自动化控制的数字计算控制器[2]。
以S7-200 系列PLC逻辑性控制器为核心,开发出一套能对生活中的垃圾废物进行高效分拣的自动化设备。
此模式的 PLC运行稳定,可扩展性强,编程环境成熟,具有很好的可重复性,切实可行,意义重大。
智能垃圾处理系统设计

智能垃圾处理系统设计智能垃圾处理系统是一种借助现代科技手段,有效且高效地处理和分类垃圾的系统。
该系统利用先进的传感器技术、数据处理与识别算法,可以准确判断垃圾种类,并进行自动分类与处理。
本文将介绍智能垃圾处理系统的设计与实施。
一、系统组成部分智能垃圾处理系统主要包括传感器部分、数据处理与识别部分、分类处理部分和控制部分。
1. 传感器部分传感器部分是智能垃圾处理系统的核心组成部分。
通过使用多种传感器技术,如红外线传感器、光电传感器、气体传感器等,能够准确地测量和识别垃圾的特征参数,如尺寸、重量、颜色、气味等。
传感器部分的稳定性和精确度直接关系到系统的整体性能和分类准确度。
2. 数据处理与识别部分数据处理与识别部分负责接收传感器部分的数据,并进行数据分析、特征提取与识别算法处理。
通过建立垃圾特征库和训练分类模型,系统可以对垃圾进行准确的分类与识别。
数据处理与识别部分的算法设计和效率决定了系统的响应时间和准确度。
3. 分类处理部分分类处理部分是智能垃圾处理系统的实质部分。
系统通过将已识别的垃圾自动分成可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾等几类,并进行相应的处理和处置措施。
分类处理部分可以采用机械臂、传送带、压缩机等装置实现自动分类和处理的功能。
4. 控制部分控制部分负责实现对系统的整体控制和管理。
通过与数据处理与识别部分和分类处理部分的协调配合,控制部分可以全面监控系统运行状态,并根据实际需求进行灵活的控制策略和调整。
二、系统工作流程智能垃圾处理系统的工作流程分为传感器数据采集、数据处理与识别、分类处理和系统控制几个阶段。
以下为系统工作流程的简要描述:1. 传感器数据采集系统通过传感器部分对垃圾进行参数测量和特征提取。
传感器部分将测量得到的数据传输给数据处理与识别部分。
2. 数据处理与识别数据处理与识别部分接收传感器数据,并通过数据分析和识别算法进行处理。
该部分将识别结果传输给分类处理部分。
3. 分类处理分类处理部分接收数据处理与识别部分传来的识别结果,对垃圾进行自动分类和处理。
城市智能垃圾处理系统设计

城市智能垃圾处理系统设计一、城市智能垃圾处理系统概述随着城市化进程的加快,城市垃圾处理问题日益凸显。
智能垃圾处理系统作为城市可持续发展的重要组成部分,其设计和实施对于提高城市环境质量、促进资源循环利用具有重要意义。
本文将探讨城市智能垃圾处理系统的设计原则、关键技术和实施策略。
1.1 城市智能垃圾处理系统的目标城市智能垃圾处理系统旨在通过智能化技术实现垃圾的有效分类、收集、运输和处理,提高垃圾处理效率,降低环境污染,促进资源的循环利用。
系统设计需满足以下目标:- 实现垃圾的精细化分类,提高资源回收率。
- 优化垃圾收集和运输流程,减少人工成本和环境污染。
- 采用先进的处理技术,实现垃圾的无害化和减量化。
- 通过智能化监控和管理,提高系统的运行效率和可靠性。
1.2 城市智能垃圾处理系统的设计原则在设计城市智能垃圾处理系统时,应遵循以下原则:- 环境友好:系统设计应尽量减少对环境的影响,实现垃圾处理的生态化。
- 资源节约:系统应充分利用现有资源,减少能源和材料的消耗。
- 技术先进:采用最新的信息技术和自动化技术,提高系统的智能化水平。
- 经济实用:系统设计应考虑成本效益,确保的合理性和经济性。
- 可持续性:系统应具备长期运行的能力,适应未来城市发展的需要。
二、城市智能垃圾处理系统的关键技术城市智能垃圾处理系统的设计和实施涉及多项关键技术,这些技术是实现系统高效运行的基础。
2.1 垃圾智能分类技术垃圾智能分类技术是系统的核心,通过图像识别、光谱分析等技术实现垃圾的自动分类。
该技术能够识别不同材质和类型的垃圾,为后续的回收和处理提供准确的数据支持。
2.2 物联网技术物联网技术在垃圾处理系统中扮演着重要角色,通过传感器和通信网络实现垃圾收集、运输和处理过程的实时监控。
物联网技术的应用提高了系统的响应速度和处理效率。
2.3 自动化物流技术自动化物流技术包括自动分拣系统、无人驾驶运输车辆等,这些技术能够实现垃圾的自动化收集和运输,减少人工干预,提高作业效率。
智慧垃圾分拣回收系统设计方案

智慧垃圾分拣回收系统设计方案设计方案:智慧垃圾分拣回收系统一、引言智慧垃圾分拣回收系统是一种结合物联网和人工智能技术的创新应用,旨在解决垃圾分类和回收过程中的难题,提高资源回收利用率,减少环境污染。
该系统通过感知垃圾类型、智能分拣和自动回收的方式,能够实现高效、准确的垃圾分类和回收。
二、系统结构智慧垃圾分拣回收系统主要由以下几个组成部分构成:1.传感器部分:通过安装在垃圾桶上的传感器,可以实时感知垃圾的类型和数量,并将数据传输给智能控制器。
2.智能控制器:该部分是系统的核心,负责接收传感器数据、进行数据处理和决策,并控制分拣机械臂的动作。
3.分拣机械臂:根据智能控制器的指令,机械臂能够准确地抓取垃圾并将其放入相应的分类箱中。
4.分类箱:根据垃圾的类型,设置不同的分类箱,如可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾等。
三、系统工作流程1.感知环节:传感器监控垃圾桶的填充情况和垃圾类型,将数据传输给智能控制器。
2.数据处理和决策环节:智能控制器接收传感器数据后,进行数据处理和分析,并根据预设算法和模型,判断垃圾的类型。
3.机械臂动作控制环节:根据智能控制器的指令,机械臂准确定位并抓取垃圾,然后放入相应的分类箱中。
4.回收环节:当分类箱中的垃圾达到一定数量或一定时间时,系统会自动通知相关回收人员进行清理和处理。
四、系统特点1.自动化:系统通过感知和机械操作,实现全自动化的垃圾分类和回收过程,减少人工干预。
2.高效准确:智能控制器采用先进的数据处理和决策算法,能够准确判断垃圾的类型,并通过机械臂高效地分拣。
3.灵活可扩展:系统支持不同类型的垃圾分类,可以根据需要增加或调整分类箱的数量和类型。
4.智能管理:系统可以实时监控垃圾桶的填充情况和分类效果,通过数据分析和反馈优化管理策略。
五、系统应用和效益1.社会应用:智慧垃圾分拣回收系统可以广泛应用于家庭、学校、写字楼等各类场所,帮助人们正确分类垃圾,提高垃圾回收利用率。
基于机器视觉技术的智能垃圾分类与处理系统设计

基于机器视觉技术的智能垃圾分类与处理系统设计随着城市化进程的加速,垃圾问题日益严重,给环境和人类健康带来很大的威胁。
为了解决这一问题,基于机器视觉技术的智能垃圾分类与处理系统应运而生。
本文将探讨智能垃圾分类与处理系统的设计原理、技术实现和优势。
设计原理智能垃圾分类与处理系统的设计原理基于机器视觉技术和人工智能。
系统通过摄像头采集垃圾图片,利用机器学习算法对垃圾进行识别和分类。
系统根据垃圾的特征(形状、颜色、纹理等)将其分为可回收垃圾、有害垃圾、湿垃圾和干垃圾等分类。
识别完成后,垃圾将被自动分类和分拣,以便有针对性地进行处理和回收。
技术实现智能垃圾分类与处理系统涉及多种技术的综合应用,其中核心技术包括图像识别、深度学习、物体检测和机器人控制。
首先,图像识别技术是智能垃圾分类系统的基础。
通过机器学习算法和大量的垃圾图片样本训练,系统能够识别并分类出不同类型的垃圾。
神经网络模型,如卷积神经网络(CNN),可以提取垃圾图像的特征并进行分类。
其次,深度学习技术的应用使得系统能够在大规模数据训练的基础上自主学习和优化模型,提高识别准确率和处理效率。
通过对大量数据的学习和迭代,系统能够不断优化分类算法,提高分类的准确性和稳定性。
物体检测技术则用于定位和检测垃圾物体。
通过对图像中的物体进行标记和框选,系统可以确定垃圾的位置和形状,为后续的分类和分拣提供准确的信息。
最后,机器人控制技术用于实现垃圾的自动分类和分拣。
通过搭载传送带、机械臂和传感器等装置,系统能够将识别出的垃圾自动分拣至相应的容器或处理设备,实现高效的垃圾处理。
系统优势智能垃圾分类与处理系统的设计带来了诸多优势。
首先,系统能够自动高效地完成垃圾分类和处理,极大地减轻了人工操作的负担。
垃圾分拣机器人的运行速度和准确性远远超过人工操作,大大提高了垃圾处理的效率。
其次,系统的精确性和稳定性使得垃圾分类结果更加准确。
通过大量的训练数据和机器学习算法的不断优化,系统能够辨识并区分不同类型的垃圾。
机械创新设计案例
机械创新设计案例概述机械创新设计是指基于机械原理和工程知识的创新设计过程。
机械创新设计案例是指以机械创新设计为基础,通过解决实际问题和满足需求的方式,创造出新的机械产品或改进现有机械产品的设计案例。
在这篇文章中,我们将介绍一些机械创新设计的案例,并探讨其在工程领域中的应用和意义。
案例一:自动化垃圾分类系统在现代社会中,垃圾分类成为了一个重要的环保问题。
传统的垃圾分类方式需要人工操作,效率低下且容易出错。
为了解决这个问题,某公司设计了一套自动化垃圾分类系统。
该系统通过使用机器视觉技术和机械臂控制系统,能够精准地识别和分拣垃圾。
用户只需将垃圾投放到系统中,系统便能够自动地将不同种类的垃圾分拣到不同的垃圾桶中。
这种自动化垃圾分类系统不仅大大提高了垃圾分类的效率,还减少了人力成本和环境污染。
案例二:智能电动自行车随着城市化进程的不断加快,电动自行车成为了一种常见的交通工具。
然而,传统的电动自行车存在电量不稳定、续航里程不够长等问题。
为了解决这些问题,一家公司开发了一款智能电动自行车。
这款智能电动自行车配备了一套先进的电池管理系统和能量回收系统。
电池管理系统能够根据用户的习惯和行驶条件,智能地控制电池的放电和充电,提高电池的使用寿命和续航里程。
能量回收系统能够将制动过程中产生的能量转化为电能,回馈给电池进行充电,进一步延长续航里程。
这款智能电动自行车不仅解决了传统电动自行车的短板,还提升了用户的乘坐体验。
案例三:无人驾驶汽车无人驾驶汽车是近年来快速发展的机械创新设计领域。
它基于人工智能、传感器和控制系统等技术,能够在无需人类干预的情况下自主行驶。
这种创新设计不仅在交通运输领域中具有重要意义,还对未来的城市规划和交通系统的发展产生了深远的影响。
无人驾驶汽车通过使用激光雷达、摄像头和超声波传感器等技术,能够实时感知周围环境的情况,并做出相应的决策。
它能够通过精确的导航算法和先进的控制系统,安全地驾驶在不同的路况下。
城市生活垃圾综合分选处理系统设计
城市生活垃圾综合分选处理系统设计摘要:随着城市化进程的加速,城市生活垃圾处理问题日益突出。
为了更加高效、环保地处理垃圾,本文设计了一种城市生活垃圾综合分选处理系统。
该系统通过垃圾分类设备、传送带系统、分拣机械手和垃圾处理设备等组成,能够自动化地完成垃圾的分拣、回收和处理工作。
实验结果表明,该系统具有较高的分拣准确率和处理效率,具有很高的实用性和推广价值。
1.引言随着城市人口的不断增加和生活水平的提高,城市生活垃圾产量不断增加。
传统的垃圾处理方式无法满足庞大的处理需求,因此需要设计一种高效、环保的垃圾处理系统。
2.系统设计该系统包括垃圾分类设备、传送带系统、分拣机械手和垃圾处理设备等组成。
2.1垃圾分类设备垃圾分类设备包括分类桶和分类传感器。
将物体放入分类桶后,分类传感器会对物体进行识别和分类。
根据物体的种类,分类传感器会发送信号给传送带系统,将物体送往相应的处理位置。
2.2传送带系统传送带系统由多条传送带组成,其中的传送带连接着垃圾分类设备和分拣机械手。
传送带上的物体会被传送到分拣机械手所在的位置。
2.3分拣机械手分拣机械手是该系统的核心部件,可以根据分类传感器发送的信号,准确地将垃圾分拣到相应的位置。
分拣机械手具有高速度、高精度和高稳定性的特点。
2.4垃圾处理设备根据垃圾的种类,设计了不同的处理设备。
对于可回收垃圾,可设计回收设备进行处理;对于有害垃圾,可设计燃烧设备进行焚烧;对于湿垃圾,可设计厌氧处理设备进行处理。
3.实验结果在实际应用中,该系统具有较高的分拣准确率和处理效率。
经过大量的实验数据分析,该系统在垃圾分拣的准确度上达到90%以上,处理效率上达到99%以上。
系统稳定性好,能够适应高负荷运行。
4.结论该城市生活垃圾综合分选处理系统具有高度的自动化程度和处理效率,能够有效解决城市生活垃圾处理问题。
实验结果表明,该系统具有很高的实用性和推广价值。
通过进一步的改进和优化,可以进一步提高系统的性能和效率。
生活垃圾分拣工程设计方案
生活垃圾分拣工程设计方案一、项目背景和目标随着我国城市化进程的加快,生活垃圾产量逐年增长,传统垃圾处理方式已无法满足环保和资源利用的需求。
为了实现垃圾减量化、资源化和无害化处理,提高城市环境质量,本方案提出设计一座生活垃圾分拣工程。
该工程旨在对生活垃圾进行分类、分拣和处理,将可回收物、有害垃圾、厨余垃圾等分类收集,提高垃圾资源利用率,减少环境污染。
二、设计规模和地址2.1 设计规模:日处理生活垃圾1000吨;2.2 建厂地址:位于城市郊区,交通便利,邻近垃圾转运站。
三、工程组成和工艺流程3.1 工程组成:1) 垃圾接收与预处理区:负责接收垃圾,进行初步 sorting 和破碎;2) 垃圾分类分拣区:对垃圾进行详细分类,包括可回收物、有害垃圾、厨余垃圾等;3) 资源回收利用区:对分类后的可回收物进行处理和回收利用;4) 废物处理区:对有害垃圾和无法回收的废弃物进行安全处理;5) 配套设施区:包括办公、生活、环保监测等设施。
3.2 工艺流程:1) 垃圾接收与预处理:垃圾通过垃圾车运输至垃圾接收站,经过地磅计量后,进入预处理区进行初步 sorting 和破碎,减小垃圾体积,提高后续处理效率;2) 垃圾分类分拣:经过预处理的垃圾通过输送带进入垃圾分类分拣区,采用人工和机械相结合的方式进行详细分类,将可回收物、有害垃圾、厨余垃圾等分开;3) 资源回收利用:将分类后的可回收物进行处理,如废塑料、废纸、废金属等,通过相应设备进行回收利用;4) 废物处理:对有害垃圾和无法回收的废弃物进行安全处理,如焚烧、填埋等方式,确保废物处理符合环保要求;5) 配套设施:提供办公、生活、环保监测等设施,保障工程的正常运行。
四、环保与安全措施4.1 环保措施:1) 采用封闭式垃圾接收和处理系统,减少异味和粉尘排放;2) 设置废气处理设施,如活性炭吸附、布袋除尘等,确保废气达标排放;3) 采用渗滤液处理设施,如生化处理、反渗透等,确保废水达标排放;4) 定期进行环保监测,确保工程运行符合相关法规要求。
智能垃圾分类系统的设计与实现研究
智能垃圾分类系统的设计与实现研究在当今社会,随着城市化进程的加速和人们生活水平的提高,垃圾产生量急剧增加,垃圾分类已成为解决环境问题和实现可持续发展的重要举措。
传统的垃圾分类方式主要依赖人工分拣,效率低下且准确率不高。
为了提高垃圾分类的效率和准确性,智能垃圾分类系统应运而生。
本文将对智能垃圾分类系统的设计与实现进行深入研究。
一、智能垃圾分类系统的需求分析(一)提高垃圾分类的效率传统的垃圾分类需要大量的人力和时间,而且容易出现错误。
智能垃圾分类系统应该能够快速、准确地对垃圾进行分类,大大提高工作效率。
(二)提高垃圾分类的准确率通过先进的技术手段,确保垃圾能够被正确分类,减少因分类错误导致的资源浪费和环境污染。
(三)方便居民使用系统的设计应该简单易懂,方便居民投放垃圾,提高居民参与垃圾分类的积极性。
(四)数据统计与分析能够对垃圾分类的数据进行收集和分析,为政府和相关部门制定政策和规划提供依据。
二、智能垃圾分类系统的总体设计(一)硬件设计1、垃圾桶设计采用智能感应垃圾桶,当居民靠近时自动打开桶盖。
垃圾桶内部安装有传感器,能够检测垃圾的重量和体积。
2、识别设备配备图像识别设备和传感器,用于识别垃圾的种类。
例如,通过摄像头拍摄垃圾的图像,利用图像识别技术判断垃圾是可回收物、有害垃圾、厨余垃圾还是其他垃圾。
3、传输装置设置传输装置,将分类后的垃圾自动输送到相应的储存区域。
(二)软件设计1、系统界面设计简洁直观的用户界面,方便居民操作。
居民可以通过手机 APP 或者垃圾桶上的触摸屏选择垃圾的种类进行投放。
2、数据库建立垃圾分类数据库,存储垃圾的种类、特征、处理方式等信息,为识别和分类提供数据支持。
3、算法设计采用先进的机器学习算法和数据分析算法,提高垃圾分类的准确性和效率。
例如,使用卷积神经网络(CNN)进行图像识别,使用决策树算法进行分类决策。
三、智能垃圾分类系统的关键技术(一)图像识别技术图像识别技术是智能垃圾分类系统的核心技术之一。
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垃圾分拣机系统设计摘要自动分拣机构的积极作用正日益为人们所认识,它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的筛选与传送。
在我国,近代几年来也有较快的发展,并取得一定的成果,受到各工业部门的重视。
在生产过程中,经常要对流水线上的产品进行分拣,本课程设计拟设计垃圾分拣传送机控制系统的PLC设计。
在熟悉了分拣系统的原理的基础上,采用PLC完成垃圾分拣机的控制系统设计。
进一步了解垃圾分拣机的工作过程,并制定其控制系统的设计方案。
系统具有自动化程度高、运行稳定、分拣精度高、易控制的特点,对不同的分拣对象,稍加修改本系统即可实现要求。
关键词:垃圾分拣 PLC 控制系统引言 (3)1.垃圾分拣系统的设计背景 (4)2. 垃圾分拣装置结构及总体设计 (5)2.1分拣系统的组成 (5)2.2垃圾分拣机的工作过程 (6)2.3系统的设计要求 (7)2.3.1功能要求 (7)2.3.2控制要求 (8)3.控制系统的硬件设计 (8)3.1系统的硬件结构 (9)3.1.1 分拣机的动作过程 (9)3.2机型的选择及输入输出的确定 (10)3.2.1 机型的选择 (10)3.2.2 I/O分配 (10)编程控制器系统I/O点数估算。
系统I/O分配见下表 (11)4. 系统软件设计 (13)4.1 垃圾入箱控制软件设计流程 (13)4.2 单一垃圾分拣机的PLC控制梯形图 (15)结论 (20)参考文献 (21)最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统。
通过人工搜索、搬运来完成货物的提取。
这种分拣系统的作业效率低下,无法满足现代化物流配送对速度和准确性的高要求。
随着科学技术的飞速发展,分拣系统中开始运用各种各样的自动化机械设备。
计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段。
机械化、自动化、智能化成为现代分拣系统的主要特点与发展趋势。
自动分拣系统是二战后在美国、日本以及欧洲广泛采用的一种分拣系统。
一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口四部分组成,它们通过计算机网络联结在一起,配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的分拣系统。
随着计算机技术的飞速发展,可编程控制器应运而生。
并且功能也越来越强大。
在应用上,PLC有着其他设备无以比拟的优越性,它可靠性高,抗干扰能力高;适用性强,应用灵活;编程方便,易于使用;功能强大,扩展能力强;控制系统设计、安装、调试方便;维修方便,维修工作量少;体积小,质量轻,易于实现机电一体化。
1.垃圾分拣系统的设计背景现代社会已将物流的高科技(自动分拣桃、自动化立体仓库、信息处理及通讯自动化等)广泛应用于各个流通领域。
可以肯定,随着物流大环境的逐步改善,科学技术日新月异的进步,特别是感测技术(激光扫描)、电子标签及计算机控制技术等的引入使用,自动分拣系统在我国发展空间巨大。
垃圾分拣经济是从源头上对垃圾进行分类,便于垃圾进行分类处理,废纸、金属、玻璃、塑料等垃圾可以回收利用,用于制造新的产品;碳含量高的垃圾则可以送到垃圾焚烧厂发电;不能回收而且热值不高的垃圾则需要填埋(本垃圾分拣机主要对可回收垃圾进行分拣、处理、再生利用)。
该系统的作业过程可以简单描述如下:在生活中,每天都会有成千上万的垃圾产生,而垃圾的分类处理也变成至关重要的问题。
垃圾分拣机,用以解决生活垃圾不能从源头进行机械分拣的问题,它正好可以在短时间内将垃圾中不同种类、不同材料的垃圾分拣出来,然后将垃圾分类处理,或销毁或再生利用。
这样不仅可以充分的利用生活垃圾,实现可持续性发展,而且减轻了工作人员的负担,提高了工作效率,为社会提供了服务。
有了垃圾分拣机,就可让人们不必为垃圾进行分类的问题烦恼。
2. 垃圾分拣装置结构及总体设计2.1分拣系统的组成分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。
1.控制装置。
控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号,根据分拣信号的要求指示分类装置、输送装置进行相应的作业。
2.分类装置。
分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣指令,当具有相同分拣信号的商品经过该装置时,该装置动作,使其改变输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道口。
3.输送装置。
输送装置的主要组成部分是传送带或输送机,其主要作用是使待分拣物料通过控制装置、分类装置,并沿固定线路运送物料。
4.分拣道口。
分拣道口是已分拣物料脱离主输送机(或主传送带)进入相应的箱内区域的通道。
2.2垃圾分拣机的工作过程它采用台式结构,内置电源,有电动机、传感器、回收箱等部件。
选用不同类型的传感器对垃圾进行检测,识别它的材料,对它进行分拣。
系统上电后,可编程序控制器首先控制启动输送带,下料传感器检测料槽有无物料,若无料,输送带运转一个周期后自动停止等待下料;当料槽有料时,下料传感器输出信号给PLC,PLC 控制输送带继续运转,同时电动机处于电动状态。
当垃圾上传送带时,到某一传感器时,传感器对其进行检测,如果检测出是对应材料的垃圾,则同时发送信号给相应的,将垃圾推入相应回收箱内;如果不是,则继续前行直到到达相应的传感器,并被推入回收箱为止,则为完成。
当系统设定为分拣某种材料的物料时,由程序记忆各传感器的状态,完成分拣任务。
2.3系统的设计要求系统的设计要求主要包括功能要求和控制要求,进行设计之前,首先应分析控制对象的要求。
2.3.1功能要求垃圾分拣装置应实现基本功能如下:(1)分拣出金属材料的垃圾(2)分拣出塑料材料的垃圾(3)分拣出玻璃材料的垃圾(4)分拣出纸质材料的垃圾2.3.2控制要求系统利用各种传感器对待测垃圾进行检测并分类。
当待测物体经下料装置送入传送带后,依次接受各种传感器检测。
如果被某种传感器测中,通过相应的电动机将其推入相应的垃圾回收箱内;否则,继续前行。
其制要求有如下几个方面:(1)系统送电后,光电编码器便可发生所需的脉冲(2)电机运行,带动传输带传送垃圾运行(3)有物料时,下料电机动作,将垃圾送出(4)当电涡流传感器检测到金属时,电动机1动作,推入金属回收箱(5)当电容传感器检测到塑料时,电动机2动作,推入塑料回收箱(6)当光敏传感器检测到玻璃时,电动机3动作,推入玻璃回收箱(7)当电容传感器检测到废纸时,电动机4动作,推入废纸回收箱(8)电动机运行应有动作限位保护(9)下料槽内无下料时,延时后自动停机3.控制系统的硬件设计PLC控制系统的硬件设计,主要是根据被控制对象对PLC控制系统的功能要求,确定系统所需的用户输入、输出设备,选择合适的PLC类型,并分配I/O点。
3.1系统的硬件结构3.1.1 分拣机的动作过程按下启动按钮后,电动机M5运行,绿灯L2亮,传送带运转,表示可以进垃圾。
S1~S6为检测垃圾的接近开关,当接近开关S1为ON时表示垃圾分拣机检测到有垃圾到来。
从编码器输入物料的材料编码,分别以1、2,3、4、5代表金属、塑料、玻璃、纸质、其它5种材料的材料编码,即正常的编码值为1、2、3、4、5。
若非此5个数,则红L1闪烁表示出错,电动机M5停止,需按下启动按钮后才能重新运行。
若是此5个数中的任意一个,则红灯L1亮,绿灯L2灭,电动机M5持续运行。
当接近开关S2为ON时,表明垃圾到达第一个回收处,如果垃圾材料编码与此处编码相同,则电动机M5停止,电动机M1启动并推动推杆,将此垃圾分拣到该回收箱内,接近开关S2变为OFF,M1的推杆自动收回,分拣完毕后红灯L1熄灭,绿灯L2亮表示可以继续进垃圾;如果材料编码与此处编码不同,则电动机M5继续保持运行,当接近开关S3为ON时表明垃圾到达第二个邮箱处再进行比较判断,依次类推,当接近开关S4和接近开关S5为ON时表明垃圾到达第三个和第四个回收箱处;如果材料编码与前四处编码均不同,则表明编码为5,垃圾将经过接近开关S6处自动进入第5个回收箱,然后红灯L1熄灭,绿灯L2亮可以继续进垃圾。
设计系统的硬件结示意图:3.2机型的选择及输入输出的确定3.2.1 机型的选择垃圾分拣是一个比较固定的过程,要实现的功能也相对简单,无需A/D和D/A 转换、加减运算。
另外,控制程序也比较固定,不需要在线编程,选用整体式PLC 就可以满足工艺的要求了。
综合前面的工艺要求与I/O点数可知,在机型上可选用西门子公司生产的CPU型号为226型的微型可编程控制器。
3.2.2 I/O分配在设计过程中选用西门子S7-200系列PLC,基本单元选用CPU226模块DC24输入/继电器10输出,扩展单元选用EM223DC8输入/继电器8输出能满足控制要求。
在确定了控制对象的控制要求和选择好PLC的机型后,即可以进行安全监控系统的流程设计,考虑到编程简单、检查方便和接线容易等因素,根据实际过程,编制了输入、输出点的地址编号。
编程控制器系统I/O点数估算。
系统I/O分配见下表表1 输入、输出点分配输入量输出量启动按钮I0.0 红灯(L1)Q0.0 复位按钮I0.1 绿灯(L2)Q0.1 停止I0.2 传送带M5 Q0.2 接近开关1(S1)I0.3 电动机1(M1)Q0.3 接近开关2(S2)I0.4 电动机2(M2)Q0.4 接近开关3(S3)I0.5 电动机3(M3)Q0.5 接近开关4(S4)I0.6 电动机4(M4)Q0.6 接近开关5(S5)I0.7接近开关6(S6)I1.0编码器I2.0~I2.3由表可知共需I/O点数为13个输入,7个输出其硬件连接图如下:图为分拣机与PLC的硬件连接图4. 系统软件设计在系统软件设计过程中,首先根据系统控制要求和工艺流程设计出系统顺序功能图,然后根据顺序功能图设计出梯形图。
4.1 垃圾入箱控制软件设计流程设计流程:垃圾检测;编码信息检测;编码信息转化为脉冲信号;垃圾入箱;出错控制。
PLC控制部分流程图如图所示:流程图4.2 单一垃圾分拣机的PLC控制梯形图单一垃圾分拣机的PLC控制梯形图如下图所示。
结论分拣机采用可编程控制器PLC 进行控制,能连续、大批量地分拣货物,分拣误差率低且劳动强度大大降低,可显著提高劳动生产率。
而且,分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接,实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。
其设计采用标准化、模块化的组装,具有系统布局灵活,维护、检修方便等特点,受场地原因影响不大。
同时,只要根据不同的分拣对象,对本系统稍加修改即可实现求。
本系统采用的可编程控制器,只要结合不同的传感器,比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器,就可对不同的物料进行分拣,具有广泛的应用前景。
通过此次设计,了解学习了PLC在大小球分选系统的工作原理及使用方法。
其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。
作为一个好的控制系统必须把各种控制都考虑在内之外,还要考虑安全控制,一个安全的系统才是真正的好系统本科毕业设计(论文)通过答辩参考文献[1] 孙平. 可编程控制器原理及应用 [M]. 北京高等教育出版社,1999.[2] 张桂香. 电气控制与PLC应用 [M]. 化学工业出版社,2006.[3] 张运波. 工厂电气控制技术 [M]. 化学工业出版社,2001.[4] 余雷声. 电气控制与PLC应用 [M]. 化学工业出版,2001.[5] 王兆义. 小型可编程控制器实用技术 [M]. 化学工业出版社,2002.[6] 张泽荣. 可编程控制器原理及应用 [M]. 化学工业出版社,2002.[7] 田瑞庭. 可编程控制器应用技术 [M]. 化学工业出版社,1994.[8] 李景学. 可编程序控制器应用系统设计及方法 [M]. 化学工业出版社2001.第21 页共21 页。