開題報(bào)告-基于PLC智能分類垃圾桶設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告姓名 1 2學(xué)號 專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化題目垃圾分存儲PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jìn)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(hù)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(xì)分的分類是垃圾處理中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，垃圾分類可實(shí)現(xiàn)垃圾減量化，能夠很大程度上減輕運(yùn)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、節(jié)省土地資源；三、再生資源的利用；四、提高民眾價(jià)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(jìn)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(jìn)行分揀，不僅需要在分揀之后二次運(yùn)輸進(jìn)行處理，而且還需要大量的工人進(jìn)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(jì)即是為了解決以上存在的問題，本設(shè)計(jì)將在垃圾丟放之后自動(dòng)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(shí)現(xiàn)垃圾運(yùn)輸車一次運(yùn)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(jì)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(shí)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(yùn)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(shí)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(shí)美國政府在垃圾處理問題上進(jìn)行長期性的監(jiān)管，提供各類垃圾分類的基礎(chǔ)設(shè)施，使垃圾分類工作有條不紊地進(jìn)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TranshbotTranshbot頂部有兩個(gè)垃圾投入口，內(nèi)部設(shè)置有智能識別傳感器和兩個(gè)可活動(dòng)的管道，機(jī)身內(nèi)安裝有3個(gè)垃圾收集箱。

當(dāng)人們把垃圾投入這款分類垃圾桶的時(shí)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(jī)器識別之后，內(nèi)部管道就會(huì)移動(dòng)到與相對應(yīng)的垃圾收集箱，使垃圾進(jìn)入到對應(yīng)的收集箱2.2 國內(nèi)發(fā)展趨勢在國內(nèi)；相關(guān)人士指出，與發(fā)達(dá)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(dòng)垃圾分類的強(qiáng)制性動(dòng)力不夠同時(shí)，全社會(huì)尚未養(yǎng)成自覺將垃圾分類的習(xí)慣，僅靠社會(huì)宣傳動(dòng)員的手段來推動(dòng)垃圾分類是遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(huì)對垃圾進(jìn)行全方位的拍照，照片會(huì)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(huì)上傳至云端標(biāo)注系統(tǒng)，專門的垃圾分類專家會(huì)對其完成標(biāo)注，以便垃圾桶不斷提升模型準(zhǔn)確率目前，垃圾桶的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)有了30萬個(gè)樣本這意味著，智能垃圾桶可以對大部分垃圾進(jìn)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(jī)構(gòu)都對智能垃圾桶進(jìn)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(gè)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(jìn)后退、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、椅背調(diào)整這幾個(gè)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(shí)間比較晚，這導(dǎo)致我國中高端需求大多依賴進(jìn)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技術(shù)實(shí)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(dòng)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(qiáng)大的技術(shù)支持通過PLC控制系統(tǒng)，可以實(shí)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(kuò)展性，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)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(jì)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(shí)，對垃圾中金屬、塑料、紙質(zhì)、玻璃類進(jìn)行檢測金屬類使用金屬檢測開關(guān)進(jìn)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(jìn)行檢測當(dāng)判斷出垃圾種類后，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)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(dòng)垃圾掉落翻板，將垃圾投入分揀箱中，通過此次設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)的電路圖；4.編寫控制程序，實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)；技術(shù)路線：（1）應(yīng)用PLC設(shè)計(jì)出垃圾桶控制系統(tǒng)并結(jié)合變頻器實(shí)現(xiàn)安全可靠運(yùn)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(yàn)證程序的正確性；實(shí)驗(yàn)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(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型4.分配I/0點(diǎn)，分配 PLC的輸入輸出點(diǎn)，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(jì)垃圾桶系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序，這是整個(gè)垃圾桶系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作6.將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善進(jìn)度安排1.2021年9月5日－2021年9月30日 畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備，文獻(xiàn)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(xiàn)綜述及開題報(bào)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(jì)課題研究并撰寫設(shè)計(jì)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(jì)，主要參考文獻(xiàn)[1]邱志順. PLC抗干擾技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].集成電路應(yīng)用，2019,12:3-4.[2]霍海波.PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].集成電路應(yīng)用，2019,12:10-16.?[3]王?；?電氣控制中的PLC自動(dòng)化應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2020,1:5-15.?[4]張波. PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].電子世界，2020,11:2-10.[5]施海祥.自動(dòng)化控制技術(shù)物料輸送的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 數(shù)字通信世界,2019,11(2):7-15.[6]朱凌云.基于PLC的控制系統(tǒng)仿真平臺設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2018,6(3):16-27.[7]張春秋.PLC在垃圾桶上的應(yīng)用[J].中國科技信息，2019.5[8]蔣文科.基于PLC控制的垃圾桶[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016.10[9]鄭晟，鞏建平，張學(xué).現(xiàn)代可編程控制器原理與應(yīng)用「M]、北京:科學(xué)出版社,2000.[10]張?zhí)m訓(xùn),蘇元敏.淺談PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)[J].商場現(xiàn)代化，2 008,36(24).:2 2-23.[11]郁漢琪,錢厚亮. 電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].南京東南大學(xué)出版社:, 201911.388.[12]潘蕾,薛銳,黃石紅等. 可編程序控制器技術(shù)與系統(tǒng)[M].南京東南大學(xué)出版社:, 201712.290.[13]Fan Xiao. Design of Automatic Sorting Garbage Collection Box Based on STM32 Control [J]. Technology Innovation and Application, 2019-06指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： 20 年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人意見：通過。

專業(yè)負(fù)責(zé)人： 2023年10月11日學(xué)院意見：通過學(xué)院（公章）：2023年10月11日。