一、簡述
縮式垃圾車是通過液壓系統(tǒng)和操作控制系統(tǒng)來完成整個垃圾的壓縮和裝卸過程，有的是直接操作液壓手動閥，有的是用繼電器組成的電控操作盒，其繼電器控制電路偶然故障必然對垃圾車的安全性、可靠性和方便性帶來影響。本文闡述了如何采用小型PLC控制壓縮式垃圾車實現(xiàn)作業(yè)過程。
二、壓縮式垃圾車結構
1．壓縮式垃圾車的基本結構分析
壓縮式垃圾車是在汽車二類底盤上改裝而成，它主要由推板（垃圾推出機構）、車廂、汽車底盤、滑板和刮板（填裝器壓縮機構）及傾倒裝置等組成。
壓縮式垃圾車的工作過程如圖1所示。
圖1
下面，我們根據(jù)圖1描述壓縮式垃圾車的垃圾裝載過程和卸載過程。如圖1-（1），將垃圾倒入到填裝斗中。圖1-（2），操作刮板張開操作液壓手柄，刮板張開；操作滑板下滑液壓手柄，滑板下滑。圖1-（3），滑板下滑到垃圾斗底，操作刮板刮合液壓手柄，刮板破碎垃圾，壓縮垃圾。圖1-（4），操作滑板上滑液壓手柄，刮板刮起垃圾隨滑板上行，圖1-（5）刮板和推鏟擠壓垃圾，如果垃圾多，可以反復操作，直至垃圾完全填裝到垃圾廂內(nèi)。圖1-（6），操作手柄，舉升油缸推舉垃圾填裝器，打開垃圾廂后蓋；操作推鏟液壓手柄，推鏟推出垃圾。如圖2所示，是壓縮垃圾車填裝器實物圖，操控面板安裝在填裝器兩側(cè)，方便作業(yè)人員觀察操作。
圖2 壓縮式垃圾車 填裝器
２．液壓系統(tǒng)
壓縮式垃圾車的液壓氣動系統(tǒng)由油廂，液壓泵，液壓油路閥組，氣路閥組，液壓缸、壓力繼電器，壓力表等組成。
壓縮式垃圾車的填裝器執(zhí)行機構是由刮板油缸，滑板油缸驅(qū)動，翻斗油缸驅(qū)動翻斗上升和下降。在裝載模式下，操作刮板手動閥，刮板油缸驅(qū)動刮板張開，然后操作滑板下滑手動閥，滑板油缸驅(qū)動滑板下滑；再次操作刮板手動閥,刮板刮合，此時垃圾被擠壓刮起，刮板驅(qū)動油缸完全伸出；接著再操作滑板手動閥，滑板油缸驅(qū)動滑板上滑，垃圾被刮板滑板刮壓進廂體內(nèi)。傳統(tǒng)的手動閥操作費力，在大量垃圾需要裝載時，刮板和滑板需要連續(xù)工作，人工操作手動液壓閥極為不便，而且容易出錯，存在不安全因素。因此，液壓控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制，將大大提高壓縮式垃圾車的工作效率及操作方便性，安全性。
三、電控系統(tǒng)設計
1、控制要求分析
壓縮式垃圾車作業(yè)過程中有兩個部分，即裝載作業(yè)和卸載作業(yè)。在裝載作業(yè)時，作業(yè)人員首先在駕駛室選擇作業(yè)模式，然后到車尾填裝器任何一側(cè)作業(yè)。作業(yè)過程中，可以選擇操作翻斗上升或下降，可以手動或者自動模式下操作刮板、滑板動作。滑板刮板作業(yè)過程可以實現(xiàn)單次循環(huán)和連續(xù)循環(huán)。在卸載作業(yè)時，作業(yè)人員直接在車內(nèi)選擇作業(yè)模式，并可以直接操作廂門打開或關閉和推鏟推出或縮回動作。不需要人員下車操作。為了電氣控制的可靠性，采用氣動執(zhí)行機構驅(qū)動手動閥動作，在調(diào)試過程中或者電控出現(xiàn)故障時，也可以使用手動操作。五個手動閥一側(cè)分別安裝雙向氣缸，每個氣缸分別由各自的三位四通氣閥控制。
2、PLC的I/O信號分析及PLC選型
首先，因該車型車載電源是24V蓄電池，所以控制器內(nèi)PLC供電為直流24V。整個控制系統(tǒng)需要6個輸入信號，4個輸出信號。駕駛室空間狹小，控制器設計要求合理，操作直觀，可安裝在駕駛員方便操作的位置。根據(jù)現(xiàn)場分析，選擇臺灣永宏PLC B1z-10MR2-DC 6點24VDC數(shù)字輸入4點繼電器輸出；內(nèi)建1個RS232通訊口；24VDC電源；標準機型。該機型體型小巧，可以將其安裝在一個小型控制盒內(nèi)，控制盒可以方便地安裝在駕駛室操作面板內(nèi)，方便駕駛員操作。根據(jù)以上分析，做出PLC控制系統(tǒng)輸入輸出信號分配表，如表1所示。
表1 PLC控制輸入輸出信號分配表
如圖3所示，是垃圾車操作盒，面板采用鋁合金材料雕刻標示文字，永不磨損。按鈕盒采用防水、防塵設計，提高設備操作的可靠性。
圖3 填裝器操作盒
3、PLC控制電路設計
電源總開關使用鑰匙開關。然后分別接入PLC電源和模式選擇開關，依據(jù)系統(tǒng)輸入輸出信號分配表表1，分配信號元件電氣連接的位置。根據(jù)垃圾車作業(yè)的實際情況，卸載作業(yè)過程的信號未經(jīng)PLC系統(tǒng)控制，而是直接有按鈕控制，節(jié)省了PLC端子，減少了控制器應用設計成本。
為了控制系統(tǒng)的電氣安全性，選用10A熔斷器保護電路，防止電磁閥短路造成電路重要元件損壞，并設計使用電源指示燈(紅色)，裝載指示燈（綠色）和卸載指示燈（綠色）。電氣控制原理圖如圖4所示。
圖4 電氣控制電路圖
4、控制程序設計
依據(jù)控制系統(tǒng)設計要求及電氣原理圖，使用PLC編程軟件編寫PLC程序。根據(jù)系統(tǒng)的IO信號定義表格，編寫梯形圖程序，然后通過編程軟件的仿真功能，通過電腦模擬PLC運行程序，判斷程序是否能達到系統(tǒng)控制要求。程序基本功能滿足要求后，進行現(xiàn)場安裝并調(diào)試。如圖5所示，車載控制器安裝在駕駛室內(nèi)，方便駕駛員在卸載作業(yè)中直接操作。
圖5 控制器汽車線束安裝調(diào)試
四、總結
目前，壓縮式垃圾車是我國城市生活垃圾集中及運輸?shù)闹饕h(huán)衛(wèi)設備之一。采用小型PLC作為控制器實現(xiàn)垃圾自動回收、壓縮裝載，增強了控制系統(tǒng)的可靠性，提高了工作效率，減輕了環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度，同時也降低了企業(yè)該車型的售后服務及維護成本。該系統(tǒng)經(jīng)過不斷升級改造，現(xiàn)已批量化生產(chǎn)，安裝使用，提高了專汽產(chǎn)品的競爭力。
作者：王軍
參考文獻
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