生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站智能化自控方案

　　摘要：介紹了一種利用PLC技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及GPS定位技術(shù)的生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站智能化控制方案，闡述了自控系統(tǒng)的組成與主要功能。該方案實(shí)現(xiàn)了環(huán)衛(wèi)業(yè)務(wù)全方位的數(shù)字化監(jiān)控和管理。

　　關(guān)鍵詞：生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站,智能化,過(guò)程控制

　　0引言

　　隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，居民人口大量增加，產(chǎn)生的垃圾規(guī)模也急劇膨脹。由于生活垃圾排出量大，成分復(fù)雜多樣，如果不能妥善地進(jìn)行無(wú)害化、減量化、資源化處理，會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境衛(wèi)生和人們的身體健康。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站作為垃圾無(wú)公害處理流程中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，已成為實(shí)現(xiàn)垃圾資源化、減量化、無(wú)害化的焦點(diǎn)。

　　自控管理系統(tǒng)在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)營(yíng)中，起到提升運(yùn)行效率，保證流程作業(yè)穩(wěn)定有序，減少現(xiàn)場(chǎng)人員配置，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等作用[1]。先進(jìn)的控制系統(tǒng)體現(xiàn)了垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站智能化、自動(dòng)化的特征，突出了以人為本，綠色持續(xù)的發(fā)展理念。本文提出利用“智慧環(huán)衛(wèi)管理體系”將城市生活垃圾收轉(zhuǎn)運(yùn)體系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、保存、分析和處理，集成于垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站中控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)衛(wèi)業(yè)務(wù)全方位的數(shù)字化監(jiān)控和管理。

　　1轉(zhuǎn)運(yùn)站自動(dòng)化、智能化控制方案

　　轉(zhuǎn)運(yùn)站壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)站的運(yùn)行至關(guān)重要，直接影響到轉(zhuǎn)運(yùn)站實(shí)際運(yùn)營(yíng)效果。轉(zhuǎn)運(yùn)站智能化控制主要實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守式全自動(dòng)控制、作業(yè)過(guò)程動(dòng)態(tài)顯示及監(jiān)控、智慧綜合管理3大功能[2,3]。具體分為：智能稱重管理系統(tǒng)[4]、站內(nèi)車輛自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、除塵除臭控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，各系統(tǒng)之間既相互關(guān)聯(lián)，又具有相對(duì)獨(dú)立性，既可整體協(xié)調(diào)工作，也可分別獨(dú)立工作。

　　1)“無(wú)人值守”式全自動(dòng)控制通過(guò)無(wú)人值守智能稱重管理系統(tǒng)、站內(nèi)車輛自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、全自動(dòng)化操控系統(tǒng)、輔助設(shè)備全集成系統(tǒng)，完成收集車輛進(jìn)站及收集車輛卸料完出站，垃圾上料、壓縮及轉(zhuǎn)運(yùn)車出站轉(zhuǎn)運(yùn)的控制任務(wù)，全作業(yè)流程無(wú)需人為干預(yù)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定條件自動(dòng)運(yùn)行完成，從而減少轉(zhuǎn)運(yùn)站人員配置，降低運(yùn)行成本，提高作業(yè)效率，避免因人為誤操作所導(dǎo)致的損失。

　　2)作業(yè)過(guò)程動(dòng)態(tài)顯示及監(jiān)控通過(guò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、電視墻顯示系統(tǒng)、人機(jī)友好型三維中控界面，實(shí)現(xiàn)全流程作業(yè)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)備的實(shí)況監(jiān)控，以及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、動(dòng)作示意聯(lián)動(dòng)。人性化的人機(jī)作業(yè)界面，能夠動(dòng)態(tài)顯示全廠平面圖、全廠總工藝流程圖、局部工藝流程(剖面)圖，使整個(gè)系統(tǒng)的控制與操作更簡(jiǎn)單、可靠、直觀。

　　3)智慧綜合管理通過(guò)垃圾收轉(zhuǎn)調(diào)度系統(tǒng)、作業(yè)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析系統(tǒng)、垃圾站OA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)垃圾收轉(zhuǎn)運(yùn)各子系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及處理過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和集中式控制、調(diào)度操作，以較少的管理人員實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工藝過(guò)程控制和維護(hù)，從而保證垃圾收轉(zhuǎn)運(yùn)的高效運(yùn)行。

　　將垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站與收集車、轉(zhuǎn)運(yùn)車、人員管控作為一體式管理，通過(guò)合理的資源分配，設(shè)備安全運(yùn)行的合理調(diào)度，提高營(yíng)運(yùn)管理人員的工作效率與信息獲取能力，實(shí)現(xiàn)整套生產(chǎn)處理系統(tǒng)高效運(yùn)營(yíng)，從而節(jié)約資源，做到綠色生產(chǎn)。

　　除上述功能外，系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)各單元設(shè)備之間的互鎖聯(lián)動(dòng)，主要聯(lián)鎖流程如下：a)收集車與交通指揮系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制當(dāng)收集車進(jìn)入卸料間卸料時(shí)，聯(lián)鎖交通指揮系統(tǒng)顯示紅燈，禁止其他收集車進(jìn)入該泊位卸料。b)交通指揮系統(tǒng)與快速卷簾門的聯(lián)鎖控制當(dāng)收集車進(jìn)入卸料位(地感)前，若交通指揮系統(tǒng)已經(jīng)顯示紅燈，則卷簾門不開(kāi)啟;若顯示綠燈且地感線圈感應(yīng)到車輛，則卷簾門開(kāi)啟。

　　c)收集車與抽風(fēng)除塵除臭系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制當(dāng)收集車進(jìn)入卸料位時(shí)，聯(lián)鎖抽風(fēng)除臭裝置及植物液除臭系統(tǒng)(卸料間噴嘴)自動(dòng)啟動(dòng);當(dāng)收集車離開(kāi)卸料間卸料位后，抽風(fēng)除臭裝置延時(shí)停機(jī)，植物液除臭系統(tǒng)(卸料間噴嘴)自動(dòng)停機(jī)。d)上料機(jī)料槽與交通指揮系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制當(dāng)料槽的垃圾量超出設(shè)定的容積時(shí)，聯(lián)鎖交通指揮系統(tǒng)顯示紅燈，禁止其他車輛進(jìn)入該泊位卸料。e)轉(zhuǎn)運(yùn)車與交通指揮系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)車輛進(jìn)入裝箱工位時(shí)，聯(lián)鎖交通指揮系統(tǒng)顯示紅燈，禁止其他轉(zhuǎn)運(yùn)車進(jìn)入該泊位裝箱。反之，顯示綠燈，允許轉(zhuǎn)運(yùn)車進(jìn)入泊位裝箱。

　　f)頂拉箱機(jī)構(gòu)與聲光報(bào)警器的聯(lián)鎖控制當(dāng)頂拉箱機(jī)構(gòu)由頂升到位下降到下限位時(shí)，聲光報(bào)警器蜂鳴及燈閃10s。g)控制系統(tǒng)界面與交通指揮系統(tǒng)、快速卷簾門、抽風(fēng)除塵除臭系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制控制系統(tǒng)界面上的紅綠燈顯示必須與交通指揮系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)的紅綠燈變化同步;控制系統(tǒng)界面上的快速卷簾門狀態(tài)必須與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況同步;控制系統(tǒng)界面上的抽風(fēng)除塵除臭動(dòng)畫(huà)必須與現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)的抽風(fēng)除塵除臭動(dòng)作同步。

　　1.1中央控制系統(tǒng)

　　垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的中控管理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成了廠區(qū)級(jí)管控一體化信息平臺(tái)[5,6]，來(lái)完成轉(zhuǎn)運(yùn)站生產(chǎn)信息的數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)分析，為企業(yè)管理層提供決策支撐，從而進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)運(yùn)站的生產(chǎn)效率，同時(shí)負(fù)責(zé)相應(yīng)環(huán)保數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與發(fā)布，為建立環(huán)衛(wèi)事業(yè)與公眾的互信橋梁提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

　　并且，中控管理系統(tǒng)硬件配置了數(shù)據(jù)服務(wù)器、工程師站、操作員站、交換機(jī)、UPS等。其中，數(shù)據(jù)服務(wù)器采用大型數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)器作為轉(zhuǎn)運(yùn)站數(shù)據(jù)處理中心，完成轉(zhuǎn)運(yùn)站生產(chǎn)數(shù)據(jù)的匯總處理與性能計(jì)算，對(duì)站內(nèi)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)做出科學(xué)評(píng)估，提出優(yōu)化調(diào)度方案;工程師站與操作員站具有相同的過(guò)程監(jiān)視功能，同時(shí)工程師站作為站級(jí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)系統(tǒng)的配置站可以完成相應(yīng)的組態(tài)和修改功能。

　　中控系統(tǒng)主要完成車輛進(jìn)出站稱重信息采集、垃圾車輛智能派位和指引、收集車輛到位信號(hào)、轉(zhuǎn)運(yùn)車換容器指引、除塵除臭系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、水處理系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、垃圾處理報(bào)表查看等功能，操作人員在控制室能夠?qū)崿F(xiàn)工藝設(shè)備及工藝參數(shù)的正常運(yùn)行監(jiān)測(cè)和操作，工藝設(shè)備的異常工況和緊急事故處理。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要完成廠區(qū)內(nèi)重要和關(guān)鍵設(shè)備及車間的實(shí)時(shí)監(jiān)控，例如各壓裝工位、卸料車間、轉(zhuǎn)運(yùn)車間、車輛進(jìn)出口、稱重等垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)流程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。系統(tǒng)中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)能隨時(shí)獨(dú)立完成圖像管理控制、數(shù)據(jù)保存、系統(tǒng)再生、數(shù)據(jù)處理等不同任務(wù)。整套系統(tǒng)為具有冗余功能的星形以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，具有網(wǎng)絡(luò)通訊能力良好，開(kāi)放性強(qiáng)，易于維護(hù)，備件充足的特點(diǎn)，為垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

　　1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　在站區(qū)的重點(diǎn)監(jiān)控場(chǎng)所安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)全站生產(chǎn)區(qū)域重要設(shè)備的監(jiān)控及廠區(qū)安防，以便于中控室值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，排除故障，避免事故，減少損失，保證轉(zhuǎn)運(yùn)站正常運(yùn)營(yíng)[7]。站區(qū)CCTV監(jiān)控采用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)具有更高的分辨率與更好的集成音頻，系統(tǒng)組網(wǎng)接口靈活，可以即插即用，拓展方便。

　　同時(shí)，利用互聯(lián)網(wǎng)，圖像監(jiān)控沒(méi)有距離限制，且圖像清晰穩(wěn)定可靠，圖像的存儲(chǔ)、檢索安全方便。視頻監(jiān)控點(diǎn)分別布置在容器泊位上方、卸料大廳、轉(zhuǎn)運(yùn)大廳、進(jìn)出口、辦公管理區(qū)樓道等重要部位，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)主體設(shè)備工作所需的閉路監(jiān)視。

　　監(jiān)視壓實(shí)器壓縮垃圾、垃圾收集車卸料作業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)錄像能夠傳輸至中央控制室視頻監(jiān)控站的顯示器上，同時(shí)能夠切換到卸料大廳大屏幕液晶電視上。硬盤錄像機(jī)用于管理和存儲(chǔ)視頻監(jiān)控文件，通過(guò)權(quán)限的分配，可以從客戶端進(jìn)行瀏覽、控制、下載錄像等操作。整套視頻監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)站安全運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

　　1.3GPS車輛定位系統(tǒng)

　　在中控室設(shè)置GPS車輛管理控制臺(tái)。GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)充分利用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，由車載終端、服務(wù)器和GPRS移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。垃圾收運(yùn)車上的車載設(shè)備獲取車輛地理信息數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)，包括經(jīng)度、緯度、方向、車輛速度等。

　　利用GPRS無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到控制室GPS操作員站，掌控車輛具體運(yùn)行位置、路線等數(shù)據(jù)，并在電子地圖上直觀地顯示出來(lái)，車輛監(jiān)控系統(tǒng)還具有超速報(bào)警、停車報(bào)警、里程統(tǒng)計(jì)、設(shè)置電子圍欄的功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度，有效降低運(yùn)營(yíng)成本，提高轉(zhuǎn)運(yùn)車輛效率。

　　1.4智慧環(huán)衛(wèi)

　　智慧環(huán)衛(wèi)，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)環(huán)衛(wèi)管理所涉及到的人、車、物、事進(jìn)行全過(guò)程管理，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳，無(wú)需線下跟蹤，細(xì)化人員分組，智能規(guī)劃作業(yè)區(qū)域與行駛路線。前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備錄入標(biāo)簽數(shù)據(jù)與車載終端數(shù)據(jù)，通過(guò)移動(dòng)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)送入信息管理數(shù)字平臺(tái)進(jìn)行智能分析，從而合理設(shè)計(jì)規(guī)劃環(huán)衛(wèi)管理模式，提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)質(zhì)量，降低環(huán)衛(wèi)運(yùn)營(yíng)成本，推動(dòng)垃圾分類管理實(shí)效。

　　同時(shí)，通過(guò)硬件防火墻與上級(jí)主管部門安全連接，利用核心交換機(jī)將數(shù)據(jù)共享至市環(huán)衛(wèi)中心監(jiān)管平臺(tái)、車隊(duì)分控中心、區(qū)政府以及市政市容管理等部門，確保多部門協(xié)同管理，共同監(jiān)督監(jiān)管。

　　2結(jié)束語(yǔ)

　　本文提出一種依托于PLC技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及GPS定位技術(shù)的生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站控制方案，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)運(yùn)站自動(dòng)化、智能化的運(yùn)營(yíng)需求。通過(guò)數(shù)字化監(jiān)控和管理，為環(huán)衛(wèi)管理的綜合調(diào)度、運(yùn)行管理、輔助決策、經(jīng)費(fèi)計(jì)算提供可靠可信的依據(jù)。

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　　環(huán)境方向刊物投稿刊物：環(huán)境衛(wèi)生工程環(huán)保雜志征稿，征收稿件的內(nèi)容涵蓋了國(guó)內(nèi)外有關(guān)環(huán)境衛(wèi)生的發(fā)展?fàn)顩r，城市生活垃圾處理及相關(guān)的研究成果、設(shè)計(jì)方案、管理方法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、政策法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。宣傳環(huán)衛(wèi)知識(shí)、提高公眾環(huán)境意識(shí)。

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