開題報告-基于PLC智能分類垃圾桶設(shè)計

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1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 姓名 1 2 學(xué)號 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 題目 垃圾分存儲PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 選題意義、研究現(xiàn)狀及可行性分析 1、選題意義 近年來，隨著我國城市進程發(fā)展不斷加快，日常的生活垃圾也多了起來。但由于前期發(fā)展過程中，對環(huán)境保護意識不足，導(dǎo)致垃圾分類設(shè)備投入不夠。垃圾分類及處理已然成為了當(dāng)前城市發(fā)展過程中必須得解決的事情。垃圾源頭的細分的分類是垃圾處理中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，垃圾分類可實現(xiàn)垃圾減量化，能夠很大程度上減輕運送垃圾的消耗，有益于垃圾管理，優(yōu)化垃圾處理系統(tǒng)。如今我國正在大力倡導(dǎo)垃圾分類，做好垃圾分類有幾下好處：一、減少環(huán)境污染；二

2、、節(jié)省土地資源；三、再生資源的利用；四、提高民眾價值觀念；由此可以看出垃圾分類分揀是有利于國家的健康發(fā)展，有利于人民的生活質(zhì)量的提高，更是對可持續(xù)發(fā)展起到了積極的促進作用。然而如今的分揀垃圾方式基本還停留在將市區(qū)生活垃圾集中之后再進行分揀，不僅需要在分揀之后二次運輸進行處理，而且還需要大量的工人進行分揀這份工作。這樣無意給分揀這份工作增添了許多麻煩。在如今的城市中，生活垃圾分類主要是靠著人們自覺，將各種垃圾投放到各自垃圾桶中，然而現(xiàn)在大大多數(shù)老人都無法分辨各種垃圾的分類（例如干垃圾，濕垃圾等），這樣便增大了想要從源頭分揀垃圾的難度。 本次設(shè)計即是為了解決以上存在的問題，本設(shè)計將在垃圾丟放之后

3、自動分類，將生活中經(jīng)常產(chǎn)生的塑料，玻璃，紙質(zhì)垃圾都分開放桶。如此便可以實現(xiàn)垃圾運輸車一次運輸便可直接到位，更加有利于垃圾的分類回收處理。 2、研究現(xiàn)狀 2.1 國內(nèi)外發(fā)展趨勢 在國外，對于垃圾箱的重要性被早早的認(rèn)知，以此對于垃圾箱控制系統(tǒng)的設(shè)計和研究就比我國國內(nèi)要早很多，因此到目前為止，世界上很多國家都已經(jīng)實現(xiàn)了對垃圾的分類回收，更有一些通常被稱為太陽能垃圾箱的垃圾箱廣泛地運用太陽能設(shè)備的控制系統(tǒng)。 在美國，垃圾分類已成為一種時尚，作為垃圾生產(chǎn)大國之一，各色各樣的分類垃圾桶隨處可見，垃圾分類觀念意識早已深入人心。同時美國政府在垃圾處理問題上進行長期性的監(jiān)管，提供各類垃圾分類的基礎(chǔ)設(shè)施，

4、使垃圾分類工作有條不紊地進行著。垃圾分類在例如巴西、菲律賓等發(fā)展中國家也都形成了必然的趨勢，垃圾分類已逐步成為世界性的潮流。 近年來美國推出了一款名為Transhbot的智能分類垃圾桶。據(jù)了解，這家名叫CleanRobotics的美國公司，推出的這款智能分類垃圾桶名稱叫Transhbot。Transhbot頂部有兩個垃圾投入口，內(nèi)部設(shè)置有智能識別傳感器和兩個可活動的管道，機身內(nèi)安裝有3個垃圾收集箱。當(dāng)人們把垃圾投入這款分類垃圾桶的時候，識別傳感器開始工作，并識別投入的垃圾是干垃圾還是濕垃圾。這些垃圾被機器識別之后，內(nèi)部管道就會移動到與相對應(yīng)的垃圾收集箱，使垃圾進入到對應(yīng)的收集箱。 2.2

5、國內(nèi)發(fā)展趨勢 在國內(nèi)；相關(guān)人士指出，與發(fā)達國家相比，我國沒有形成相應(yīng)的垃圾分類配套法規(guī)，推動垃圾分類的強制性動力不夠。同時，全社會尚未養(yǎng)成自覺將垃圾分類的習(xí)慣，僅靠社會宣傳動員的手段來推動垃圾分類是遠遠不夠的。 近期在上海的阿爾飛思公司就推出了一款智能分揀垃圾桶，市民將垃圾投入到垃圾桶后，桶內(nèi)的攝像頭會對垃圾進行全方位的拍照，照片會由4G模塊上傳至云端分類服務(wù)器，通過人工智能模型判定垃圾的種類，判定結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)回傳至垃圾桶，電機轉(zhuǎn)動隔板完成分類。對于沒有收集過樣本的垃圾，垃圾桶也有一套自己的處理方法。垃圾的圖片信息會上傳至云端標(biāo)注系統(tǒng)，專門的垃圾分類專家會對其完成標(biāo)注，以便垃圾桶不斷提升模

6、型準(zhǔn)確率。目前，垃圾桶的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)有了30萬個樣本。這意味著，智能垃圾桶可以對大部分垃圾進行高質(zhì)量分類。近十幾年，國內(nèi)外的許多大學(xué)、公司和研究機構(gòu)都對智能垃圾桶進行了深入的研究，提出了各種各樣的產(chǎn)品或方案。總體而言，智能垃圾桶是一個值得研究的東西，智能垃圾桶在功能上一般都包括垃圾桶的前進后退、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、椅背調(diào)整這幾個基本的功能，而有些智能垃圾桶還包括調(diào)節(jié)速度、清洗便便等功能，近年來，我國垃圾桶市場主要集中于低端產(chǎn)品，而中高端產(chǎn)品需求無法滿足，我國對智能垃圾桶展開的時間比較晚，這導(dǎo)致我國中高端需求大多依賴進口，所以我們國家對于智能垃圾桶的發(fā)展還有很大的上升空間。 3、 可行性分析 通過PLC

7、技術(shù)實現(xiàn)垃圾桶控制是可行的，PLC（可編程邏輯控制器）作為一種高度可定制的自動化控制系統(tǒng)，已廣泛用于工業(yè)和制造領(lǐng)域，它的可編程性和穩(wěn)定性為垃圾分類存儲提供了強大的技術(shù)支持。通過PLC控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)垃圾分類設(shè)備的智能化操作和監(jiān)控，有效提高垃圾分類效率，減少人為誤操作，降低人力成本。此外，PLC系統(tǒng)具有良好的可擴展性，可以根據(jù)實際需要進行定制和升級，適用于各種規(guī)模和類型的垃圾分類存儲設(shè)施。因此，垃圾分類存儲PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的可行性高，有望在垃圾管理和環(huán)保領(lǐng)域發(fā)揮積極作用。 基本內(nèi)容、目標(biāo)、擬采用的方案 研究內(nèi)容： 當(dāng)系統(tǒng)檢測到有垃圾投入時，對垃圾中金屬、塑料、紙質(zhì)、玻璃類進

8、行檢測。金屬類使用金屬檢測開關(guān)進行檢測。塑料類及紙質(zhì)類根據(jù)其介電常數(shù)不同使用介電常數(shù)傳感器進行檢測。當(dāng)判斷出垃圾種類后，步進電機旋轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)盤將垃圾輸送至對應(yīng)的分揀箱位置，然后由氣缸驅(qū)動垃圾掉落翻板，將垃圾投入分揀箱中，通過此次設(shè)計還要完成以下具體工作：內(nèi)容控制流程圖，電氣接線圖以及控制電路圖，并編寫PLC程序然后整理并仿真控制內(nèi)容。 研究目標(biāo)： 1.通過對設(shè)計內(nèi)容的分析，完成控制系統(tǒng)的流程圖； 2.通過對控制流程分析，完成本次設(shè)計電氣元件選型，以及合理選用控制系統(tǒng)PLC； 3.根據(jù)控制流程以及電氣元件內(nèi)容，完成本次設(shè)計的電路圖； 4.編寫控制程序，實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的程序設(shè)計； 技術(shù)

9、路線： （1）應(yīng)用PLC設(shè)計出垃圾桶控制系統(tǒng)并結(jié)合變頻器實現(xiàn)安全可靠運行； （2）利用PLC編程軟件根據(jù)控制要求和控制流程編寫控制梯形圖； （3）利用軟件虛擬仿真技術(shù)，模擬驗證程序的正確性； 實驗方案： 1.深入了解和分析垃圾桶的工藝條件和控制要求。 2.確定I/0設(shè)備。根據(jù)垃圾桶控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。 3.根據(jù)I/0點數(shù)選擇合適的PLC類型。 4.分配I/0點，分配 PLC的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。 5.設(shè)計垃圾桶系

10、統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個垃圾桶系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。 6.將程序輸入PLC進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 進度安排 1.2021年9月5日－2021年9月30日 畢業(yè)設(shè)計的準(zhǔn)備，文獻資料收集，完成選題。 2.2021年10月1日－2021年10月15日 撰寫文獻綜述及開題報告，完成開題。 3.2021年10月16日－2020年3月10日 完成畢業(yè)設(shè)計課題研究并撰寫設(shè)計說明書。 4.2022年3月11日－2022年4月30日 指導(dǎo)老師審閱，學(xué)生修改畢業(yè)設(shè)計， 主要參考文獻 [1]邱志順. PLC抗干擾技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)

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