专利名称：：自调节垃圾烘干机的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及垃圾处理领域，特别涉及一种自调节垃圾烘干机，用于对垃圾进行干燥处理，使经过自适应烘干机后的垃圾的含水量均能符合焚烧和再生的要求。
背景技术：
：为实现垃圾的无害化、资源化和减量化的处理目标，使其能够合理的利用，垃圾处理的趋势是将其进行焚烧处理、或通过技术手段将其制成再生煤。研究表明，原生生活垃圾含有大量的水分，这些大量水分的存在使得垃圾在焚烧和再生过程中存在发热量低、燃烧效率低以及设备易被腐蚀等缺点，因此，如何在垃圾焚烧和再生前对其进行有效干燥除去其所含水分对整个垃圾处理过程起着至关重要的作用。国内目前所使用的垃圾烘干机大多采用热风对流干燥形式，其结构主要由机架及设置在机架上的托轮、滚筒、齿轮减速机构和电动机组成。滚筒搁置在托轮上滚动，滚筒上对应的设有进料斗和出料斗、及进风口和出风口。进风口与热风输送管连接，出风口与热风回流管连接。工作时，电动机经齿轮减速机构传动，带动滚筒转动，热风输送管输送的热风从进风口进入滚筒，穿过滚筒后从出风口排入热风回流管，与此同时，垃圾从进料斗进入滚筒，随着滚筒转动，垃圾在滚筒内翻动，并逐渐向出料斗移动，垃圾在热风作用下被烘干，经过烘干机烘干后的垃圾从出料斗排出。但是，上述烘干机在使用中存在如下缺陷由于滚筒转动速度固定不变，垃圾在滚筒内移动所需的时间也不变，亦即垃圾被烘干的时间也固定不变；但是不同地点、不同时间收集来的原生生活垃圾的含水量是不同的，热风的温度也不稳定，从而造成烘干后的垃圾的含水量不一致。当一部分垃圾的含水量符合要求时，另一部分垃圾会因脱水未完全而无法达到焚烧和再生的要求，从而影响垃圾的焚烧和再生煤的质量。如若让所有垃圾的含水量均满足要求，就需要对垃圾进行多次循环干燥处理，这就加大了处理设备的压力、延长了垃圾处理的周期。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种自调节垃圾烘干机，该设备能够根据生活垃圾的含水量高低、热风温度的高低，自动调节电动机的转速，保证烘干后的垃圾的含水量符合要求。为实现上述目的，本实用新型所设计的自调节垃圾烘干机，主要由机架及设置在机架上的托轮、滚筒、齿轮减速机构和电动机组成；滚筒搁置在托轮上滚动，滚筒上对应的设有进料斗和出料斗、及进风口和出风口；进风口与热风输送管连接，出风口与热风回流管连接；电动机经齿轮减速机构传动与滚筒连接；其不同之处在于还包括控制中心、变频器、D/A转换模块、A/D转换模块、含水量检测电路、温度检测电路和人机界面；含水量检测电路分别安装在进料斗和出料斗处，温度检测电路安装在垃圾烘干机进风口处；含水量检测电路和温度检测电路与A/D转换模块的模拟信号输入端连接，A/D转换模块再通过电缆与控制中心连接；D/A转换模块通过电缆与控制中心连接，D/A转换模块的模拟信号输出端接至变频器，变频器经电缆与电动机电连接；控制中心另外还与变频器和人机界面连接；控制中心内包含有温度信号处理模块、含水量信号处理模块、模糊控制模块及比例积分控制模块；温度信号处理模块将温度检测电路所测温度信号处理后得到进风口处的热风温度t，然后送至模糊控制模块；含水量信号处理模块将含水量检测电路所测含水量信号处理后得到烘干前含水量x和烘干后含水量X。ut，并计算出烘干后含水量x。ut与设定值x'之差，即e=x'_x。ut，获得误差e;再对e进行微分计算，获得误差变化率ec;最后对误差e进行判断，当误差e大于阈值时，将烘干前含水量x、误差e和误差变化率ec送入模糊控制模块；当误差e小于阈值时，将误差e送入比例积分控制模块；模糊控制模块以误差e、误差变化率ec、热风温度t及垃圾烘干前含水量x为输入变量，按模糊控制规则计算下一时刻的控制量，然后通过D/A转换模块将控制信号送入变频器。比例积分控制模块以误差e为输入量，按比例积分算法计算下一时刻的控制量，然后通过D/A转换模块将控制信号送入变频器。上述方案所述烘干机还包括有一能够调节滚筒倾斜角度的调角机构。上述方案所述烘干机还包括速度检测电路，控制中心对应的设有转速信号处理模块。转速检测电路与电动机同轴连接，另外转速检测电路接至控制中心的转速信号处理模块，将转速检测电路的输出信号送至控制中心的转速信号处理模块。控制中心的转速信号处理模块与人机界面连接，将转速检测电路所测转速信号处理后得到转速值，然后送至人机界面进行显示。本实用新型的垃圾烘干机及其控制系统的优点为能够根据生活垃圾在烘干前后的含水量高低和热风温度的高低，在一定时间内按最节能的方案控制电动机的转速，保证烘干后的垃圾的含水量符合要求。图l为本实用新型-[0017]图2为本实用新型-[0018]图3为本实用新型-[0019]图4为本实用新型-[0020]附图标记1、机架；料斗；8、进风口；9、出风口；1-种实施例的机械结构示意图；-种实施例的电气线路结构图；-种实施例控制中心的原理图；-种实施例控制流程图。、托轮；3、滚筒；4、齿轮减速机构；5、电动机；6、进料斗；7、出、调角机构。具体实施方式本实用新型自调节垃圾烘干机的一种实施例机械结构参见图1:机架稳固在地面上，机架1上设置有托轮2，滚筒3与轮轨紧固为一体后搁置在托轮2上滚动，电动机5经齿轮减速机构4驱动滚筒3转动。滚筒3两端对应的设有进料斗6和出料斗7、及进风口8和出风口9，进风口8与热风输送管连接，出料斗7上端为出风口9，出风口9与热风回流管连接，烘干后的垃圾从出料斗7下端的出料口送出。另外，本实用新型最好还包括一个调角机构10，该调角机构10采用丝杆螺母机构，设置在滚筒3的进料斗6—端，可以直接手动或与控制中心连接来实现控制，用以调节滚筒3的倾斜角度。通过改变机架1的倾角或滚筒3的转速，即相当于控制了垃圾在烘干机内的烘干时间，从而控制垃圾烘干后的含水量。在本实施例中，将通过改变滚筒3的转速即控制电动机5的转速来实现对垃圾烘干后的含水量的自动控制。为了实现对垃圾烘干后的含水量的自动控制，本实用新型设计的烘干机控制系统如图2所示，包括有控制中心、变频器、D/A转换模块、A/D转换模块、含水量检测电路、温度检测电路、速度检测电路和人机界面。本实施例的控制中心为可编程序控制器PLC，人机界面为触摸显示屏。转速检测电路的转速传感器为光电编码盘，光电编码盘与电动机5同轴连接，用于测量电动机5转速。含水量检测电路中的传感器为Y射线管，Y射线管分别安装在垃圾烘干机进料斗6和出料斗7的垃圾传送带处，用于测量垃圾在烘干前和烘干后的的含水量。温度检测电路中的温度传感器为铂电阻，铂电阻安装在垃圾烘干机进风口8处，用于测量进风口8处的热风温度。D/A转换模块和A/D转换模块均为控制中心控制系统中常用的特殊功能模块。转速检测电路接至控制中心输入端；含水量检测电路和温度检测电路与A/D转换模块的模拟信号输入端连接，A/D转换模块再通过电缆与控制中心连接。D/A转换模块通过电缆与控制中心连接，D/A转换模块的模拟信号输出端接至变频器；变频器经电缆与电动机(5)电连接；控制中心另外还与变频器和人机界面连接。工作时，控制中心通过D/A转换模块调节变频器的输出频率，进而通过变频器调节电动机5速度；人机界面用于设定系统参数和显示系统运行状态。本实用新型的控制中心如图3所示，包含有转速信号处理模块、含水量信号处理模块、温度信号处理模块、模糊控制模块及比例积分控制模块。转速信号处理模块将转速检测电路所测转速信号处理后得到转速值，然后送至人机界面进行显示。温度信号处理模块将温度检测电路所测温度信号处理后得到进风口8处的热风温度t，然后送至模糊控制模块。含水量信号处理模块将含水量检测电路所测含水量信号处理后得到烘干前含水量x和烘干后含水量X。ut，并计算出烘干后含水量x。ut与设定值x'之差，获得误差e，其中e=x'-x。ut，再对e进行微分计算，获得误差变化率ec。当e#0时，调节输出控制量u，从而调节电动机5转速，最终实现对烘干时间的调节，使垃圾烘干后含水量x。ut达到设定值x'。本实用新型对输出控制量u的控制采用模糊-PI复合控制，原理是控制中心对误差e进行判断，当误差e大于阈值时，将烘干前含水量x、误差e和误差变化率ec送入模糊控制模块，采用模糊控制；当误差e小于阈值，将误差e送入比例积分控制模i央，采用比例积分(PI)控制。模糊控制模块以误差e、误差变化率ec、热风温度t及垃圾烘干前含水量x为输入变量，按模糊控制规则计算下一时刻的控制量，然后通过D/A转换模块将控制信号送入变频器。本实用新型模糊控制模块包括模糊化接口、数据库、规则库、模糊推理机和解模糊接口；模糊化接口连接含水量信号处理模块和温度信号处理模块；模糊推理机连接所述模糊化接口、数据库和规则库，用于根据模糊化接口输入的数据、从所述数据库中查找相关数据并依据所述规则库里的模糊规则进行模糊逻辑推理和模糊决策；解模糊接口用于将模糊推理机获得的模糊控制量解模糊后通过所述模糊控制中心的解模糊接口和D/A转换模块输出至变频器。比例积分控制模块以误差e为输入量，按比例积分算法计算下一时刻的控制量，然后通过D/A转换模块将控制信号送入变频器。在本实施例中，控制中心的程序框图如图4所示1、当系统工作时，控制中心按设定采样周期Tl进行信号采样，本例中Tl=20ms，即每隔20ms采样一次转速、含水量和温度。通过人机界面输入本次烘干所需达到的含水量，即设定值x'。人机界面显示转速、含水量、温度等相关信息。控制中心的含水量信号处理模块计算出垃圾烘干后含水量x。ut与设定值x'之差，获得误差e，其中e=x'1。ut，再对e进行微分计算，获得误差变化率ec。2、模糊化接口将精确量模糊化，获得相应的模糊值，其具体过程如下热风温度t的基本论域为[300，450]，温度t所取的语言变量T的论域为[0，1，2，3，4，5]，语言变量T选取3个语言值:{L，M，B}。垃圾烘干前含水量x的基本论域为[40,65]，含水量x所取的语言变量X的论域为，语言变量X选取3个语言值:{L，M，B}。误差e的基本论域为[-10，+10]，误差e所取的语言变量E的论域为[-6，-5，…-0，+0，…，+5，+6]，语言变量E选取6个语言值:{PB，PS，P0，N0，NS，NB}。误差变化率ec的基本论域为[-24，+24]，ec所取的语言变量EC的论域为，语言变量EC选取5个语言值(PB，PS，0，NS，NB)。输出控制量u的基本论域为[0，5]，u所取的语言变量U的论域为[0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10]，语言变量U选取5个语言值{C1，C2，C3，C4，C5}。3、当误差所取的语言变量E的语言值不为"零(NO或PO)"时，采用模糊控制；当误差所取的语言变量E的语言值减小为"零(NO或PO)"时，切换到比例积分(PI)控制。(1)采用模糊控制的具体过程如下控制中心的模糊控制模块存储有调节输出控制量u的模糊控制规则。控制中心的模糊控制模块以误差e、误差变化率ec、进风口8处的热风温度t及垃圾烘干前含水量x为输入变量，按模糊控制规则计算下一时刻的控制量。模糊推理机连接所述模糊化接口、数据库和规则库，用于根据模糊化接口输入的数据、从所述数据库中查找相关数据并依据所述规则库里的模糊规则进行模糊逻辑推理和模糊决策。本实施例数据库中存储的各语言变量的赋值表如表1表5。表1:语言变量X的赋值表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2:语言变量T的赋值表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3:语言变量E的赋值表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4:语言变量EC的赋值表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表8:规则集R2(T=L，X=M)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表9:规则集R3(T=L，X=L)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表10:规则集R4(T=M，X=B)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>[0063]表11:规则集R5(T=M，X=M)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表12:规则集R6(T=M，X=L)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表13:规则集R7(T=B，X=B)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表14:规则集R8(T=B，X=M)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>上述模糊规则一共有270条，每条模糊规则对应一条模糊条件语句，一共有270条模糊条件语句，每条模糊条件语句决定的模糊关系分别为L，…，y，，总的模糊关系为2707=U,/=1假设第n次采样时测出热风温度k、垃圾烘干前含水量Xn、误差en和误差变化率ecn，将这些精确值模糊化，得到对应采样时刻的模糊子集Tn、Xn、En、ECn，便可按下式推出输出控制量的模糊子集Un，Un=(TnXXnXEnXECn)oy解模糊模块按重心法对模糊子集Un进行模糊判决，再乘以相应的比例因子，即可得到输出控制量精确值iv(2)采用比例积分控制的具体过程如下比例积分控制模块以误差e为输入量，按比例积分(PI)算法计算下一时刻的控制量，其具体过程如下un=45(en-en—》+0.8en+un—工上式中，en是第n次采样时的误差值，en—工是第n_l次采样时的误差值，un第n次采样后输出的控制量，un—工第n-1次采样后输出的控制量。4、最后，控制中心通过D/A转换模块将控制信号送入变频器，实现对电动机(5)的速度调节。权利要求自调节垃圾烘干机，主要由机架及设置在机架上的托轮(2)、滚筒(3)、齿轮减速机构(4)和电动机(5)组成；滚筒(3)搁置在托轮(2)上滚动，滚筒(3)上对应的设有进料斗(6)和出料斗(7)、及进风口(8)和出风口(9)；进风口(8)与热风输送管连接，出风口(9)与热风回流管连接；电动机(5)经齿轮减速机构(4)传动与滚筒(3)连接；其特征在于其电路部分主要包括控制中心、变频器、D/A转换模块、A/D转换模块、含水量检测电路、温度检测电路和人机界面；含水量检测电路分别安装在进料斗(6)和出料斗(7)处，温度检测电路安装在垃圾烘干机进风口(8)处；含水量检测电路和温度检测电路与A/D转换模块的模拟信号输入端连接，A/D转换模块再通过电缆与控制中心连接；D/A转换模块通过电缆与控制中心连接，D/A转换模块的模拟信号输出端接至变频器，变频器经电缆与电动机(5)电连接；控制中心另外还与变频器和人机界面连接；控制中心内包含有温度信号处理模块、含水量信号处理模块、模糊控制模块及比例积分控制模块；温度信号处理模块将温度检测电路所测温度信号处理后得到进风口(8)处的热风温度t，然后送至模糊控制模块；含水量信号处理模块将含水量检测电路所测含水量信号处理后得到烘干前含水量x和烘干后含水量xout，并计算出烘干后含水量xout与设定值x’之差，即e＝x-’xout，获得误差e；再对e进行微分计算，获得误差变化率ec；最后对误差e进行判断，当误差e大于阈值时，将烘干前含水量x、误差e和误差变化率ec送入模糊控制模块；当误差e小于阈值时，将误差e送入比例积分控制模块；模糊控制模块以误差e、误差变化率ec、热风温度t及垃圾烘干前含水量x为输入变量，按模糊控制规则计算下一时刻的控制量，然后通过D/A转换模块将控制信号送入变频器；比例积分控制模块以误差e为输入量，按比例积分算法计算下一时刻的控制量，然后通过D/A转换模块将控制信号送入变频器。2.根据权利要求1所述的自调节垃圾烘干机，其特征在于所述阈值选取误差e所取的语言变量E的语言值的"零(N0或P0)"。3.根据权利要求1或2所述的自调节垃圾烘干机，其特征在于所述模糊控制模块包括模糊化接口、数据库、规则库、模糊推理机和解模糊接口；模糊化接口连接含水量信号处理模块和温度信号处理模块，对输入精确量进行模糊化处理，形成模糊量；模糊推理机连接所述模糊化接口、数据库和规则库，用于根据模糊化接口输入的数据、从所述数据库中查找相关数据并依据所述规则库里的模糊规则进行模糊逻辑推理推理演算；解模糊接口用于将模糊推理机获得的模糊控制量解模糊后通过所述模糊控制中心的解模糊接口和D/A转换模块输出至变频器。4.根据权利要求1所述的自调节垃圾烘干机，其特征在于还包括有一能够调节滚筒(3)倾斜角度的调角机构(10)。5.根据权利要求1所述的自调节垃圾烘干机，其特征在于还包括速度检测电路，控制中心对应的设有转速信号处理模块，转速检测电路与电动机(5)同轴连接，转速检测电路接至转速信号处理模块，转速信号处理模块还与人机界面连接。专利摘要本实用新型公开一种自调节垃圾烘干机，其电路部分包括控制中心、变频器、D/A转换模块、A/D转换模块、含水量检测电路、温度检测电路和人机界面。控制中心内包含有温度信号处理模块、含水量信号处理模块、模糊控制模块及比例积分控制模块。控制中心能够根据生活垃圾的含水量高低、热风温度的高低，通过模糊控制的方式自动调节电动机的转速，保证烘干后的垃圾的含水量符合要求。文档编号F26B21/00GK201476487SQ200920141330公开日2010年5月19日申请日期2009年9月18日优先权日2009年9月18日发明者何少佳,李海标,莫金海,韦寿祺,黄知超申请人:桂林电子科技大学