压缩式垃圾车的液压系统及PLC智能电控系统技术

后装式压缩垃圾车大多通过液压系统和操作控制系统来完成整个垃圾的压缩和装卸过程，其液压系统及操作系统必然对垃圾车的安全性、可靠性和方便性带来影响。因此，改进和完善液压系统及控制系统是设计人员比较关心的问题。同时，采用PLC控制的后装式垃圾压缩车是目前我国垃圾车实现自动化控制的一个主要途径。
2后装式压缩垃圾车的基本结构
它一般主要由汽车底盘、车箱、填塞（料）器、液压系统、气控系统和电气自动控制系统组成，如图1所示。
国内，几乎所有的后装式压缩垃圾车都是采用定型的载货汽车底盘进行改装，如东风牌、解放牌底盘等。国外，超过90%的垃圾车也是使用传统柴油引擎驱动的定型卡车底盘改装的。
车箱设计为框架式钢结构，顶板和左右侧板均用槽钢型加强筋加强。采用液压系统助力的装卸机构，双向循环压缩。一般具有手动和自动两个操作系统，并采用液压锁定密封技术，保证操作安全和避免装运垃圾过程中漏水。有的还装有后监视器，油门加速器等。
3液压系统设计
在图2所示的垃圾车液压原理图中，核心元件采用的是电磁多路阀，是在工程机械用多路阀的基础上改进而成的，与传统的油路块集装式电磁阀相比，具有耐颠簸、密封性好、占地空间小等特点。并且，本电磁多路阀加大了中位的卸荷通道，减少了系统的发热。此外该液压系统还具有以下特点：(a)为了避免油管意外爆破的隐患，举升油缸设置了液压锁，提高了安全性；(b)举升油缸加长了行程，用来开关压填斗与车箱之间的锁钩，从而使得压填斗在降下之后被自动锁紧；(c)为了实现推板边夹边退的功能，利用液压小孔节流原理，使推板油缸产生反向压力，而反向压力由压板油路来控制，因此不影响推板油缸的自由进退；(d)考虑到压缩垃圾车工作的间歇性，减小了液压油箱体积，常规油箱是油泵流量的3～5倍，本油箱减少了一半，减少其液压油的用量。
4 PLC控制系统设计
操作控制系统是后装式压缩垃圾车用来完成垃圾的装卸、压缩收运的关键。后装式压缩垃圾车PLC控制系统的设计步骤如下：
4.1分析控制要求
（1）后装式压缩垃圾车设有：压填循环、翻斗升降循环、填料器开启、卸料四组动作。同一时间，只允许操作一组动作，不允许有两组或两组以上的动作同时操作。
（2）压填循环和翻斗升降循环时若有异常情况应设置有制动按钮，操作该按钮时动作将自动顺序返回，其它动作立即停止。
（3）翻斗上升到位后须延时适当时间再返回，以保证翻斗内垃圾倾倒干净。
（4）压填循环和翻斗升降循环采用单次动作循环。
（5）压填循环启动、翻斗升降循环启动、制动和翻斗上升、下降等动作要求在驾驶室和车尾均可操作，以方便用户使用。
（6）料板推出卸料时，必须先将填料器开启到位后才能操作，否则操作无效。
4.2确定所需的用户输入、输出设备，并据此确定PLC的I/O点数
输入设备：室外控制按钮盒（设制翻斗升降按钮、刮板张合按钮、升降板上下行按钮、填塞器升降按钮、推板出返按钮、自动垃圾压缩按钮、自动档按钮、急停按钮）、接近开关输出设备：继电器、接触器、信号灯
I/O点数：18点输入，10点输出
4.3电源选择与PLC选型
(1)选用24V直流电（在原车上增加一个蓄电池）；(2)选用日本三菱FX1N-40MR-D基本单元直流输入24点，继电器输出16点；(3)分配PLC的I/O点，设计I/O连接图（这一步也可以结合第2步进行）。
4.4设计控制程序
4.4.1绘制系统控制流程图
对于不同吨位的垃圾车，根据液压系统所需的压力、流量的不同，通过计算即可确定泵、阀、油缸的规格大小，然后进行选型、设计安装。PLC控制系统根据垃圾车作业流程的动作要求，在垃圾倒入压填斗后，刮板张开，压板压下，刮板刮入，压板上拉。如此循环填装垃圾，装满后拉走卸掉。

系统中采用接近开关来检测各个动作的位置，并控制动作的衔接。例如在填装循环中，刮板张开到位后接近开关导通，于是压板接着压下。以此实现装填循环。
如果垃圾中有石块等硬物时，可能会影响压缩循环的进行，而程序中设置“设定时间到”这一条件语句，转而进行下一步动作，不再强行压缩。而在卸垃圾时，用接近开关来检测压填斗的举升，如果没有举升到位，推板就不能推出卸料。
在压填斗举升之后再作一次压缩循环，从而将斗内可能残余的垃圾清扫掉。
图4是压缩循环的程序梯形图，图中：输入触点0000连接启动按钮；0001停止按钮；0002接检测压板上压的接近开关；上压到位，0002通。0003张开到位；0004压下到位；0005内刮到位。输出触点0500~0503分别接到电磁多路阀相应的电磁铁上。TIM1和TIM2用来设定时间，而所设定的时间比正常动作时间略长。
5结束语
目前，后装式压缩垃圾车是我国城市生活垃圾集中收集和运输的主要工具之一。采用PLC智能电控技术应用于后装式压缩垃圾车的改造，可有效实现整个垃圾装卸过程的自动化，也是提高工作效率、降低成本、减轻工人劳动强度和安全操作的有效途径之一。