压缩式垃圾车控制系统设计.pdf
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1042410424学学位位论论文文压缩式垃圾车控制系统设计压缩式垃圾车控制系统设计压缩式垃圾车控制系统设计压缩式垃圾车控制系统设计栾栾晓晓梅梅申请学位级别申请学位级别：
硕士学位硕士学位专业专业名名称：
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导航制导与控制导航制导与控制指导教师姓名指导教师姓名：
高高波波职职称：
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副副教教授授山山东东科科技技大大学学二零一零年五月二零一零年五月论文题目：
论文题目：
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压缩式垃圾车控制系统设计压缩式垃圾车控制系统设计压缩式垃圾车控制系统设计压缩式垃圾车控制系统设计作者姓名：
作者姓名：
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栾晓梅栾晓梅入学时间：
入学时间：
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20072007年年99月月专业名称：
专业名称：
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导航制导与控制导航制导与控制研究方向：
研究方向：
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现代控制理论及现代控制理论及在导航中的应用在导航中的应用指导教师：
指导教师：
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高波高波职职职职称：
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副副教教授授论文提交日期：
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20102010年年55月月论文答辩日期：
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20102010年年66月月授予学位日期：
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CONTROLCONTROLCONTROLCONTROLSYSTEMSYSTEMSYSTEMSYSTEMDESIGNDESIGNDESIGNDESIGNOFOFOFOFCOMPRESSIONCOMPRESSIONCOMPRESSIONCOMPRESSIONGARBAGEGARBAGEGARBAGEGARBAGETRUCKTRUCKTRUCKTRUCKAAAADissertationDissertationDissertationDissertationsubmittedsubmittedsubmittedsubmittedininininfulfillmentfulfillmentfulfillmentfulfillmentofofofofthethethetherequirementsrequirementsrequirementsrequirementsforforforforthethethethedegreedegreedegreedegreeofofofofMASTERMASTERMASTERMASTEROFOFOFOFPHILOSOPHYPHILOSOPHYPHILOSOPHYPHILOSOPHYfromfromfromfromShandongShandongShandongShandongUniversityUniversityUniversityUniversityofofofofScienceScienceScienceScienceandandandandTechnologyTechnologyTechnologyTechnologybbbbyyyyLuanLuanLuanLuanXiaomeiXiaomeiXiaomeiXiaomeiSupervisor:
Supervisor:
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AssociateAssociateAssociateAssociateProfessorProfessorProfessorProfessorGaoGaoGaoGaoBoBoBoBoCollegeCollegeCollegeCollegeofofofofInformationInformationInformationInformationandandandandElectricalElectricalElectricalElectricalEngineeringEngineeringEngineeringEngineeringMayMayMayMay2010201020102010声声明明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和所公本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。
该论文资料尚没有呈交于认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。
该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。
其它任何学术机关作鉴定。
硕士生签名：
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山东科技大学硕士学位论文摘要摘摘要要后装压缩式垃圾车是城市垃圾车收集及转运的主要工具之一。
压缩式垃圾车通过后装压缩式垃圾车是城市垃圾车收集及转运的主要工具之一。
压缩式垃圾车通过控控制系统控制滑板、刮板、排出板的动作实现垃圾的装载和卸载。
垃圾车的控制系统在制系统控制滑板、刮板、排出板的动作实现垃圾的装载和卸载。
垃圾车的控制系统在经经历了手动控制、继电器控制、微电脑控制之后，发展到现在的可编程控制。
目前国内历了手动控制、继电器控制、微电脑控制之后，发展到现在的可编程控制。
目前国内的的压缩式垃圾车生产企业大部分虽然已经采用可编程控制，但是其中一些关键部件包括压缩式垃圾车生产企业大部分虽然已经采用可编程控制，但是其中一些关键部件包括控控制器均依靠进口，以中集环境保护有限公司生产的压缩式垃圾为例，其车厢体所使用制器均依靠进口，以中集环境保护有限公司生产的压缩式垃圾为例，其车厢体所使用的的钢材、液压系统中油缸、齿轮泵、高性能多控电磁阀及电气装置电子控制均是日本进钢材、液压系统中油缸、齿轮泵、高性能多控电磁阀及电气装置电子控制均是日本进口口产品，价格高昂，使得产品很难适应中国市场。
针对以上问题，提产品，价格高昂，使得产品很难适应中国市场。
针对以上问题，提出出“垃圾车国产化垃圾车国产化”的理念。
本文从的理念。
本文从“控制系统国产化控制系统国产化”出发，提出出发，提出“压缩式垃圾车控制系统设计压缩式垃圾车控制系统设计”的课的课题。
题。
本论文的研究内容主要包括压缩式垃圾车电气原理设计、执行机构力学分析与仿本论文的研究内容主要包括压缩式垃圾车电气原理设计、执行机构力学分析与仿真真及控制系统程序设计三部分。
第一部分简单介绍了垃圾车的基本机构，分析各个机构及控制系统程序设计三部分。
第一部分简单介绍了垃圾车的基本机构，分析各个机构的的工作原理，并据此设计垃圾车作业流程图及控制系统电气原理，对系统所用主要元件工作原理，并据此设计垃圾车作业流程图及控制系统电气原理，对系统所用主要元件进进行选型。
第二部分首先对各个执行机构进行受力分析，计算执行机构运动过程中所受行选型。
第二部分首先对各个执行机构进行受力分析，计算执行机构运动过程中所受阻阻力，然后运用力，然后运用AMESimAMESimAMESimAMESim软件建立各个执行机构的液压系统模型，根据受力分析适当设软件建立各个执行机构的液压系统模型，根据受力分析适当设置参数并仿真分析装载和卸载时间，以验证系统设计是否可行。
第三部分是根据电气置参数并仿真分析装载和卸载时间，以验证系统设计是否可行。
第三部分是根据电气原原理及工作流程图，在理及工作流程图，在SWOPC-FXGP/WIN-CSWOPC-FXGP/WIN-CSWOPC-FXGP/WIN-CSWOPC-FXGP/WIN-C环境下环境下设计控制系统的设计控制系统的PLCPLCPLCPLC程序，通过程序，通过实实验室和现场的调试最终得到准确的控制系统程序。
验室和现场的调试最终得到准确的控制系统程序。
本论文的研究，一方面初步实现了压缩式垃圾车控制系统的国产化，为压缩式垃本论文的研究，一方面初步实现了压缩式垃圾车控制系统的国产化，为压缩式垃圾圾车国产化做出应有的贡献，对我国其他行业控制系统国产化有一定的借鉴意义，推动车国产化做出应有的贡献，对我国其他行业控制系统国产化有一定的借鉴意义，推动可可编程控制技术在环卫车辆中的应用及普及，同时对我国可编程控制技术的研究、发展编程控制技术在环卫车辆中的应用及普及，同时对我国可编程控制技术的研究、发展及及应用也具有重要的意义；另一方面为以后工业控制系统设计提供参考。
应用也具有重要的意义；另一方面为以后工业控制系统设计提供参考。
关键词：
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压缩式垃圾车，可编程控制器，液压系统仿真，AMESim山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACTCompressiongarbagetruckisoneofthemaintoolstocollectandtransportgarbageincities.Compressiongarbagetruckrealizesthefunctionofloadingandunloadingbycontrollingglide-board、sweep-boardandpush-board.Thecontrolsystemhasexperiencedmanualcontrol、relaycontrolandmicrocomputercontrolsystem,nowdevelopstoPLCcontrolsystem.Atpresent,thecontrolsystemofdomesticgarbagetruckshaveadoptPLCcontrol,butsomekeypartsincludecontrollersneedimport.Forexample,steel、hydraulicsystemandelectricalsystemadpottedbyCIMCcompressiongarbagetruckareimproted.Thepriceiscostliness,sothetruckisdifficulttoadapttochinesemarket.Basedontheideaoflocalizationofcontrolsystem,weputforwardthesubjectthatiscompressiongarbagetruckcontrolsystemdesign.Theresearchcontentsofpapersmainlyincludethedesignofelectricalprinciple、dynamicsimulationandanalysisofactuatorandprogramdesign.Atfirst,basicstructureisintroducedandworkingprincipleareanalyzed.Accordingtotheprinciple,workingflowchartandelectricalprinciplearedesigned,thencomponentsareselected.Secondly,doingforceanalysisforactuator,designinghydraulicsystemmodelbyAMESim,settingupparametersandsimulattoobtainthetimeofloadingandunloading.Finally,accordingtoelectricalprincipleandworkingflowchart,usingSWOPC-FXGP/WIN-CtodesignPLCprogramofsystem.Improvingtheprogrambytestinlabandfielddebugging.Theresearchofpapers,ontheonehand,simplyimplementsdomesticproductionofcontrolsystemandprovidesabasisforfurtureperfection，promotesdevelopmentofprogrammablecontroltechnologyonenvironmentalsanitationfieldandprovideshelpfulexperiencesforotherindustrycontrolsystem.Ontheotherhand,itcangivereferenceforindustrialcontrolsysteminthefuture.Keywords:
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compressiongarbagetruck,PLC,hydraulicsystemsimulation，AMESim山东科技大学硕士学位论文目录目录目录1111绪论绪论绪论绪论.11111.1引言.11.2课题的提出及研究意义.21.3垃圾车控制系统背景.21.4课题研究内容.71.5本章小结.82222压缩式垃圾车电气原理设计压缩式垃圾车电气原理设计压缩式垃圾车电气原理设计压缩式垃圾车电气原理设计.101010102.1压缩式垃圾车结构.102.2垃圾车作业流程框图设计.122.3垃圾车控制系统电气原理设计.152.4元器件选型.202.5本章小结.233333执行机构的仿真与分析执行机构的仿真与分析执行机构的仿真与分析执行机构的仿真与分析.242424243.1AMESim软件介绍.243.2执行机构受力分析.303.3执行机构建模.363.4执行机构模型仿真分析.393.5本章小结.474444垃圾车控制系统程序设计垃圾车控制系统程序设计垃圾车控制系统程序设计垃圾车控制系统程序设计.484848484.1SW0PC-FXGP/WIN-C介绍.484.2压缩式垃圾车控制系统程序编写.504.3本章小结.565555垃圾车控制系统的调试试验垃圾车控制系统的调试试验垃圾车控制系统的调试试验垃圾车控制系统的调试试验.575757575.1实验室试验.575.2现场调试.585.3本章小结.596666总结与展望总结与展望总结与展望总结与展望.60606060山东科技大学硕士学位论文目录致谢致谢致谢致谢.62626262攻读硕士期间的发表的论文攻读硕士期间的发表的论文攻读硕士期间的发表的论文攻读硕士期间的发表的论文.63636363参考文献参考文献参考文献参考文献.64646464山东科技大学硕士学位论文目录ContentsContentsContentsContents1111IntroductionIntroductionIntroductionIntroduction.1.1.1.11.1Forward.11.2RaisingofProjectandSignficianceofStudy.21.3BackgroundofGrbageTruckControlSystem.21.4MainContentofthisThesis.71.5Summary.82222ElectricalElectricalElectricalElectricalPrinciplePrinciplePrinciplePrincipleDesignDesignDesignDesignofofofofControlControlControlControlSystemSystemSystemSystem.10.10.10.102.1StructureofCompressionGarbageTruck.102.2WorkingFlowchartDesignofGarbageTruck.122.3ElectricalPrincipleDesign.152.4ComponentsSelection.202.5Summary.233333DesignDesignDesignDesignofofofofInformationInformationInformationInformationCollectingCollectingCollectingCollectingSystem.System.System.System.242424243.1IntroductionofAMESim.243.2ForceAnalysisofActuator.303.3ModelingofExecutingAgency.363.4SimulationandAnalysisofActuator.393.5Summary.474444ProgramProgramProgramProgramDesignDesignDesignDesignofofofofControlControlControlControlSystemSystemSystemSystem.484848484.1IntroductionofSW0PC-FXGP/WIN-C.484.2ProgramDesignofControlSystem.504.3Summary.565555ControlControlControlControlSystemSystemSystemSystemTestTestTestTestofofofofGarbageGarbageGarbageGarbageTruckTruckTruckTruck.57.57.57.575.1TestinLab.575.2FieldDebugging.585.3Summary.596666ConclusionConclusionConclusionConclusionandandandandProspectProspectProspectProspect.60.60.60.60山东科技大学硕士学位论文目录ThanksThanksThanksThanks.62.62.62.62MainMainMainMainWorkWorkWorkWorkAchievementAchievementAchievementAchievementofofofofthethethetheAuthorAuthorAuthorAuthorduringduringduringduringWorkingWorkingWorkingWorkingononononMasterMasterMasterMasterPapePapePapePape.63.63.63.63ReferencesReferencesReferencesReferences.64.64.64.64山东科技大学硕士学位论文绪论11111绪论绪论绪论绪论1.11.11.11.1引言引言引言引言随着社会的发展和不断进步，城市化进程的加快，国民经济的发展和人民生活水平不断提高,垃圾数量日愈增加。
据统计，1999年，全国工业固体废物产生量7.84亿吨，2000年为8.16亿吨，2001年为8.87亿吨，2002年为9.45亿吨，2003年为10.04亿吨，2004年为12.00亿吨，2005年为13.4亿吨1。
如何有效快速的收集城市垃圾成为人们关心的问题之一。
自上世纪八十年代以来，为适应社会发展的需求，国外各大型专用汽车生产企业纷纷开发省时、省力、高效的垃圾收集车。
主要车型有:
敞开式垃圾车、加盖式垃圾车、集装箱式垃圾车、侧装式垃圾车、后装式垃圾车、活动底板式垃圾车、液压推顶式垃圾车和拉臂式垃圾车。
目前我国在收集垃圾时主要使用以下三种车型:
侧装式密封垃圾车、集装箱摆臂式垃圾车、后装压缩式垃圾车。
由于国家法规的制约，敞开式、加盖式垃圾车不能免除购置附加费，使用成本高，密封性能差，以渐进淘汰；集装箱式车装载利用率低，存在滴漏污染、垃圾不可压缩的缺陷，已逐渐减少使用。
相对于摆臂、侧装等型式的垃圾车容量小、可压缩性差和容易产生飘、洒、散、漏等二次污染的缺点，后装压缩式垃圾车具有以下优势:
（1）自动装填、垃圾压缩比高、装载量大、降低运输成本，为环卫部门节省了大量的设备及人员；
（2）密闭运输，较好地解决与消除了运输过程中的二次污染问题；（3）垃圾的收集点可随时变更，有很强的灵活性；（4）为优化城市垃圾收运配置和环卫部门责任分区提供了依据和硬件支持；因此，压缩式垃圾车自然就得到了快速的发展，市场不断扩大，成为收集、运输城市生活垃圾的理想工具，是城市垃圾车的重要发展方向之一，也是环卫车辆的重要组成部分，日愈受到环卫部门欢迎。
用户对于压缩式垃圾车的需求主要集中在垃圾收集方式是否简便高效，装载量是否足够大，压缩比如何，作业自动化、动力性以及环保性能是否良好，密封性和可靠性是否达到环保的要求等。
一款垃圾车能否达到用户的要求，除了取决于垃圾车结构设计之外，主要取决于垃圾车控制系统的性能。
后装式压缩垃圾车是通过控制系统来完成整个垃圾的压缩和装卸过程，其控制系统山东科技大学硕士学位论文绪论2必然对垃圾车
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