生活垃圾转运站智能化自控方案

　　摘要：介绍了一种利用PLC技术、视频监控技术、物联网技术以及GPS定位技术的生活垃圾转运站智能化控制方案，阐述了自控系统的组成与主要功能。该方案实现了环卫业务全方位的数字化监控和管理。

　　关键词：生活垃圾转运站;智能化;过程控制;视频监控;GPS

　　0引言

　　随着城市建设的快速发展，居民人口大量增加，产生的垃圾规模也急剧膨胀。由于生活垃圾排出量大，成分复杂多样，如果不能妥善地进行无害化、减量化、资源化处理，会严重影响环境卫生和人们的身体健康。垃圾转运站作为垃圾无公害处理流程中不可或缺的关键环节，已成为实现垃圾资源化、减量化、无害化的焦点。自控管理系统在垃圾转运站运营中，起到提升运行效率，保证流程作业稳定有序，减少现场人员配置，提高企业经济效益等作用[1]。

　　先进的控制系统体现了垃圾转运站智能化、自动化的特征，突出了以人为本，绿色持续的发展理念。本文提出利用“智慧环卫管理体系”将城市生活垃圾收转运体系的基础数据进行收集、保存、分析和处理，集成于垃圾转运站中控系统，实现环卫业务全方位的数字化监控和管理。

　　1转运站自动化、智能化控制方案

　　转运站压缩转运系统的自动化程度对转运站的运行至关重要，直接影响到转运站实际运营效果。转运站智能化控制主要实现无人值守式全自动控制、作业过程动态显示及监控、智慧综合管理3大功能[2,3]。具体分为：智能称重管理系统[4]、站内车辆自动调度系统、除尘除臭控制系统、视频监控系统等，各系统之间既相互关联，又具有相对独立性，既可整体协调工作，也可分别独立工作。

　　1)“无人值守”式全自动控制

　　通过无人值守智能称重管理系统、站内车辆自动调度系统、全自动化操控系统、辅助设备全集成系统，完成收集车辆进站及收集车辆卸料完出站，垃圾上料、压缩及转运车出站转运的控制任务，全作业流程无需人为干预，系统根据设定条件自动运行完成，从而减少转运站人员配置，降低运行成本，提高作业效率，避免因人为误操作所导致的损失。

　　2)作业过程动态显示及监控通过数字监控系统、电视墙显示系统、人机友好型三维中控界面，实现全流程作业各关键节点设备的实况监控，以及设备运行参数的实时显示、动作示意联动。人性化的人机作业界面，能够动态显示全厂平面图、全厂总工艺流程图、局部工艺流程(剖面)图，使整个系统的控制与操作更简单、可靠、直观。

　　3)智慧综合管理通过垃圾收转调度系统、作业大数据统计及分析系统、垃圾站OA系统，实现垃圾收转运各子系统设备运行参数及处理过程的实时监测和集中式控制、调度操作，以较少的管理人员实现复杂的工艺过程控制和维护，从而保证垃圾收转运的高效运行。将垃圾转运站与收集车、转运车、人员管控作为一体式管理，通过合理的资源分配，设备安全运行的合理调度，提高营运管理人员的工作效率与信息获取能力，实现整套生产处理系统高效运营，从而节约资源，做到绿色生产。

　　除上述功能外，系统还能实现各单元设备之间的互锁联动，主要联锁流程如下：a)收集车与交通指挥系统的联锁控制当收集车进入卸料间卸料时，联锁交通指挥系统显示红灯，禁止其他收集车进入该泊位卸料。b)交通指挥系统与快速卷帘门的联锁控制当收集车进入卸料位(地感)前，若交通指挥系统已经显示红灯，则卷帘门不开启;若显示绿灯且地感线圈感应到车辆，则卷帘门开启。

　　c)收集车与抽风除尘除臭系统的联锁控制当收集车进入卸料位时，联锁抽风除臭装置及植物液除臭系统(卸料间喷嘴)自动启动;当收集车离开卸料间卸料位后，抽风除臭装置延时停机，植物液除臭系统(卸料间喷嘴)自动停机。d)上料机料槽与交通指挥系统的联锁控制当料槽的垃圾量超出设定的容积时，联锁交通指挥系统显示红灯，禁止其他车辆进入该泊位卸料。

　　e)转运车与交通指挥系统的联锁控制当转运车辆进入装箱工位时，联锁交通指挥系统显示红灯，禁止其他转运车进入该泊位装箱。反之，显示绿灯，允许转运车进入泊位装箱。f)顶拉箱机构与声光报警器的联锁控制当顶拉箱机构由顶升到位下降到下限位时，声光报警器蜂鸣及灯闪10s。g)控制系统界面与交通指挥系统、快速卷帘门、抽风除尘除臭系统的联锁控制控制系统界面上的红绿灯显示必须与交通指挥系统现场对应的红绿灯变化同步;控制系统界面上的快速卷帘门状态必须与现场实际情况同步;控制系统界面上的抽风除尘除臭动画必须与现场对应的抽风除尘除臭动作同步。

　　1.1中央控制系统

　　垃圾转运站的中控管理系统和视频监控系统构成了厂区级管控一体化信息平台[5,6]，来完成转运站生产信息的数据融合与数据分析，为企业管理层提供决策支撑，从而进一步提高转运站的生产效率，同时负责相应环保数据的统计与发布，为建立环卫事业与公众的互信桥梁提供强有力的数据支撑。并且，中控管理系统硬件配置了数据服务器、工程师站、操作员站、交换机、UPS等。

　　其中，数据服务器采用大型数据计算服务器作为转运站数据处理中心，完成转运站生产数据的汇总处理与性能计算，对站内运营状态做出科学评估，提出优化调度方案;工程师站与操作员站具有相同的过程监视功能，同时工程师站作为站级监控数据系统的配置站可以完成相应的组态和修改功能。中控系统主要完成车辆进出站称重信息采集、垃圾车辆智能派位和指引、收集车辆到位信号、转运车换容器指引、除尘除臭系统远程控制、水处理系统远程控制、垃圾处理报表查看等功能，操作人员在控制室能够实现工艺设备及工艺参数的正常运行监测和操作，工艺设备的异常工况和紧急事故处理。

　　视频监控系统主要完成厂区内重要和关键设备及车间的实时监控，例如各压装工位、卸料车间、转运车间、车辆进出口、称重等垃圾转运流程中至关重要的环节。系统中的每台计算机能随时独立完成图像管理控制、数据保存、系统再生、数据处理等不同任务。整套系统为具有冗余功能的星形以太网拓扑结构，网络通讯协议为标准的TCP/IP协议，具有网络通讯能力良好，开放性强，易于维护，备件充足的特点，为垃圾转运的连续稳定运行打下良好的基础。

　　1.2视频监控系统

　　在站区的重点监控场所安装网络摄像机，实现全站生产区域重要设备的监控及厂区安防，以便于中控室值班人员及时发现现场问题，排除故障，避免事故，减少损失，保证转运站正常运营[7]。站区CCTV监控采用网络视频监控系统，与传统的模拟监控系统相比，网络数字摄像机具有更高的分辨率与更好的集成音频，系统组网接口灵活，可以即插即用，拓展方便。

　　同时，利用互联网，图像监控没有距离限制，且图像清晰稳定可靠，图像的存储、检索安全方便。视频监控点分别布置在容器泊位上方、卸料大厅、转运大厅、进出口、办公管理区楼道等重要部位，实现转运站内主体设备工作所需的闭路监视。监视压实器压缩垃圾、垃圾收集车卸料作业过程的实时录像能够传输至中央控制室视频监控站的显示器上，同时能够切换到卸料大厅大屏幕液晶电视上。硬盘录像机用于管理和存储视频监控文件，通过权限的分配，可以从客户端进行浏览、控制、下载录像等操作。整套视频监控系统是实现转运站安全运营至关重要的一个环节。

　　1.3GPS车辆定位系统

　　在中控室设置GPS车辆管理控制台。GPS车辆监控系统充分利用GPS卫星定位技术，由车载终端、服务器和GPRS移动通讯网络构成。垃圾收运车上的车载设备获取车辆地理信息数据、定位数据，包括经度、纬度、方向、车辆速度等。利用GPRS无线通讯网络发送到控制室GPS操作员站，掌控车辆具体运行位置、路线等数据，并在电子地图上直观地显示出来，车辆监控系统还具有超速报警、停车报警、里程统计、设置电子围栏的功能，从而实现对所属车辆的实时监控和调度，有效降低运营成本，提高转运车辆效率。

　　1.4智慧环卫

　　智慧环卫，依托物联网技术与移动互联网技术，对环卫管理所涉及到的人、车、物、事进行全过程管理，数据实时回传，无需线下跟踪，细化人员分组，智能规划作业区域与行驶路线。前端数据采集设备录入标签数据与车载终端数据，通过移动无线传输网络送入信息管理数字平台进行智能分析，从而合理设计规划环卫管理模式，提升环卫作业质量，降低环卫运营成本，推动垃圾分类管理实效。同时，通过硬件防火墙与上级主管部门安全连接，利用核心交换机将数据共享至市环卫中心监管平台、车队分控中心、区政府以及市政市容管理等部门，确保多部门协同管理，共同监督监管。

　　2结束语

　　本文提出一种依托于PLC技术、视频监控技术、物联网技术以及GPS定位技术的生活垃圾转运站控制方案，实现了转运站自动化、智能化的运营需求。通过数字化监控和管理，为环卫管理的综合调度、运行管理、辅助决策、经费计算提供可靠可信的依据。

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