基于PLC的小型智能分类垃圾桶控制系统设计 .pdfVIP

基于PLC的小型智能分类垃圾桶控制系

统设计

摘要：由于环境的日益改变,居民的日益改变,废弃物的产生数量也会逐渐增

多,目前的废弃物主要可分成四种:自然界的废弃物、再生废弃物、危险废弃物以

及其他可回收废弃物。其中有机生活垃圾占52%以上，其中包括日常厨余垃圾，

如果皮等富含脂肪、剩菜、蛋白质和碳水化合物的有机物。废物处理的常用方法

通常是焚烧和处置。但燃烧过程中使用大量燃料，会产生大量污染物，对自然废

物进行不必要的废物处理会污染现有的地球资源。目前，处理生活垃圾的明智之

举是通过混合、挤压、混合、移动垃圾过滤器生产有机肥，开发利用生活垃圾二

次资源，实现“减量化、资源化、无浪费”。家庭垃圾处理系统，本文采用可编

程逻辑控制器（PLC）作为控制的一部分，异步电机、变频器、气缸和油泵三个

部件作为垃圾处理设备的顶部部件。实现日常生活垃圾处理流程自动化，显着提

高生活垃圾处理效率。受垃圾处理政策的启发，针对生活垃圾处理问题，本文设

计了以PLC为核心的智能家居垃圾处理系统。PLC通过接收摄像头检索信号，发

送相应的控制信号，控制挡板和过滤器的转动，完成生活垃圾过滤。气缸压缩机

压紧物料，节省存储空间，并通过接收红外发射信号并实时显示在屏幕上来判断

垫料是否满载。然后再用编写PLC的控制程序,在最后调试后获得了样机。该机

能自行进行生活垃圾的分离压缩,为生活垃圾的分离创造了全新的解决方案。

关键词∶PLC；垃圾分类；控制系统

随着人类自然意识和审美品质的普遍发展，垃圾桶的种类和数量也在不断的

细化和扩充，追求更高质量生活的人也越来越关注垃圾桶本身的美感和智能化，

而垃圾桶这个产品也朝着人们所追求的“智能”和“实用”方向发展”。关于灵

巧的新型垃圾桶，国内外开发专利很多，但外观设计专利很多，性能大打折扣。

自从智能垃圾桶产品推出以来，更加智能化、现代化的垃圾桶改善了我们生活质

量，因此受到消费者的欢迎，销量也上涨很多。因为市场的需求量大、供大于求

并且投资小，受到众多中小投资者的喜爱与欢迎。

1垃圾桶的结构组成

智能垃圾桶由具有功能结构的上零点五部分罐体,以及带有PLC控制模块的

罐底所构成。而其余模块则是由小型摄像机头和显示器、两个部步进电机、4对

红外对射管和驱动所构成。而PLC控制器模块则单纯的由PLC完成与控制器功能

相应的开关电源、继电器等构成,这就使整个垃圾箱的构造更加简洁而且占地面

积也较小。

智能垃圾桶控制中心控制系统采用PLC控制频率变化，进而来控制智能垃圾

桶分拣斗与挤压机的工作步骤。把整个PLC模组都集中布置在垃圾箱的下方,这

种垃圾桶也能够节约空间,减少线路所占得的体积,又能够把主要的电路聚集在一

起，发生故障后，能够快速有效的排查。

2设计

2.1智能垃圾桶的主要功能

在机器保持待机模式的情形下,主显示屏上也会播放待机画面。当用户将废

弃物置于垃圾箱中时,智能垃圾箱就能可视化为视图模块并实现了拍照识别,通过

内部的数据库实现了对比数据分析。干废物过滤器中的一个过滤点,由PLC控制

垃圾。挡板下面的发分拣斗可以旋转,分拣斗开始转动，垃圾通过分拣斗的托盘

放入桶中。然后分拣斗会在短暂停留后回到原来的位置；例如像罐头和塑料瓶一

样容易被压缩的垃圾，PLC会控制分拣斗转向挤压机，压缩的垃圾就会塌陷、压

扁，压紧后的垃圾放入对应的垃圾桶中；当红外对射管检测到垃圾桶已满时，就

会触发满载警告，上报屏幕显示并发出警报。

2.2智能垃圾桶的硬件选择

一、控制系统选择：选用了西门子S7-200PLC来作为操作系统的控制器,负

责收集按钮和感应器等的输入信息。

二、电机驱动模块：采用了一个型号为86CM45和86CM85的步进电机,来作

为分类导管的动力来源。

三、满载预警模块：使用了四对HD-DS25CM-3MM的红外对射式管

四、气动压缩模块：气动压缩的基本结构由伸缩杠、油缸和管件电路所构成,

使用了一套三位四通阀来完成并限制伸缩杠运动,并由此来完成了对智能垃圾桶

内垃圾加压并通过的功能。

五、视觉模块：视觉识别模块使用了HuskyLens人工智能视觉传感器（二

哈识图）和micro：bit使用相同的主板插槽。

六、其他模块：其他的部位模块,主要包含了屏幕显示模组和电源模块。

2.3系统整体框架图

智能垃圾桶控