具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，垃圾压缩设备的控制系统包括可编辑控制器、触摸屏、遥控器、伺服驱动器、伺服电机、液压油泵、电机编码器、制动电阻、称重装置、压力传感器、车辆检测传感器、药液位检测传感器、提桶执行机构、翻桶执行机构、滑板执行机构、刮板执行机构、消杀系统、报警器；可编程控制器为控制系统的核心器件，固化有控制系统的逻辑控制程序和控制方法。可编程控制器以太网口通讯口通过网线与触摸屏以太网通讯口连接，触摸屏用于设备的参数设置、操作和运行监控，运行监控包括设备的运行数据、状态、曲线和故障信息的监控显示，还对垃圾压缩设备各执行机构的当前位置状态及行程长度进行手动修正。可编程控制器的RS485通讯口分别与称重装置、伺服驱动器的RS485通讯口连接，用于读取称重装置的重量数据以及用于伺服驱动控制指令的写入和运行数据的读取。驱动器控制指令至少包括启停指令、复位指令、压力给定指令和速度给定指令，驱动器运行数据至少包括运行状态、故障状态、电机速度反馈、压力反馈、速度反馈、电机温度。遥控器、车辆检测传感器、药液位检测传感器接入可编程控制器数字输入端，提桶执行机构、翻桶执行机构、滑板执行机构、刮板执行机构、消杀系统、报警器接入可编程控制器数字输出端。遥控器用于控制设备的启停和刮压操作。车辆检测传感器用于检测垃圾收集倒料车，实现一次刮压或循环刮压的自动判断。药液位检测传感器用于检测消杀系统的药箱液位的高低，当药箱液位低于设定高度时，消杀系统停止消杀工作，同时报警器发出报警提示加药信号。称重装置用于获取垃圾压缩设备的当前总重量，减去垃圾压缩设备净重值，获得垃圾压缩设备的当前装载重量。伺服驱动器的电源输入端通过动力线接入AC380V市电电源，输出端通过动力屏蔽线与伺服电机电源输入端连接，用于伺服电机旋转控制，伺服电机分别与液压油泵和电机编码器连接，压力传感器安装在液压动力站上，用于检测液压油泵的输出压力，电机编码器用于检测伺服电机的实际转速。压力传感器和电机编码的反馈信号通过信号屏蔽线接入伺服驱动器的信号输入端。伺服驱动器通过通讯接口接收可编程控制器的启停指令、压力给定指令和速度给定指令同时来控制伺服电机的运行和旋转速度的控制，以及对液压油泵的输出压力和输出流量进行调节控制，通过电机编码器和压力传感器的反馈信号实现伺服电机速度的自动调节，实现液压油泵压力和流量输出的精确控制。制动电阻接入伺服驱动器的制动单元，用于驱动器控制伺服电机快速减速时产生的能量消耗，保护驱动器。提桶执行机构、翻桶执行机构、滑板执行机构、刮板执行机构、消杀系统和报警器由可编程控制器的输出端控制。提桶执行机构、翻桶执行机构、滑板执行机构、刮板执行机构分别连接独立的油缸，液压油缸的运行由液压油泵提供动力，通过触摸屏对提桶执行机构、翻桶执行机构、滑板执行机构、刮板执行机构的正向运行、反向运行的压力和速度参数可分别独立设定，参数均保存在可编程控制器的永久存储寄存器中。当控制各执行机构运行时，可编程控制器根据设定参数自动向伺服驱动器发送当前的压力和速度给定控制指令，同时来控制伺服电机和液压油泵的运转，当运行压力达到设定压力时，伺服驱动器根据压力反馈值的大小自动调节降低伺服电机和液压油泵的转速，以最低的控制速度来维持达到设定压力。消杀系统用于对垃圾块的消毒杀菌，报警器用于系统的警告和故障提示。

垃圾压缩设备进行操作时，各执行机构相互之间的安全互锁运行条件，以及垃圾压缩设备的自动刮压工作流程顺序，均需要通过判断各执行机构运行到位的位置状态。本发明垃圾压缩设备省去了各执行机构的位置检测传感器，因此，提出一种垃圾压缩设备的执行机构的控制方法，包括执行机构伸出到位和缩回到位的位置判断方法、执行机构运行的速度控制方法、和执行机构运行的故障判断方法。

垃圾压缩设备的执行机构的到位位置状态包括：提桶执行机构的提桶到位和降桶到位，翻桶执行机构的翻桶到位和竖桶到位，滑板执行机构的前行到位和后退到位，以及刮板执行机构的打开到位和刮料到位；提桶执行机构、翻桶执行机构、滑板执行机构和刮板执行机构分别与各自对应油缸进行硬性紧固连接，各执行机构的运行位置与油缸的运行位置保持同比例一致，各执行机构的到位状态与油缸的到位状态保持同步一致，因此，可以通过判断油缸运行的到位位置状态来判断对应执行机构运行的到位位置状态。油缸运行时包括伸出到位和缩回到位状态，各执行机构的对应油缸的到位位置状态与各执行机构的到位位置状态对应关系为：提桶执行机构油缸的伸出到位和缩回到位，分别表示提桶执行机构的提桶到位和降桶到位；翻桶执行机构油缸的伸出到位和缩回到位，分别表示翻桶执行机构的翻桶到位和竖桶到位；滑板执行机构油缸的伸出到位和缩回到位，分别表示滑板执行机构的后退到位和前行到位；刮板执行机构油缸的伸出到位和缩回到位，分别表示刮板执行机构的刮料到位和打开到位。将执行机构伸出到位和缩回到位的位置判断方法、执行机构运行的速度控制方法、和执行机构运行的故障判断方法分别转换成执行机构油缸的伸出到位和缩回到位的位置判断方法、执行机构油缸运行的速度控制方法、和执行机构油缸运行的故障判断方法。

控制系统为提桶执行机构、翻桶执行机构、滑板执行机构、刮板执行机构油缸的伸出和缩回分别设定合适的工作设定压力P_s、工作速度N₁、慢速速度N₂，并使各执行机构油缸伸出到位、缩回到位的工作设定压力P_s与执行机构油缸伸出、缩回运行压力P_r的差值等于或大于2Mpa，即P_s-P_r≥2Mpa，以确保可靠地区分和识别油缸伸出、缩回运行时的压力与到位时的压力，避免执行机构运行压力出现的干扰压力信号影响位置的误判。

各执行机构运行的行程长度的计算方法：当油缸伸出运行时，且P_m≤P_r＜P_s，则S＝S+S_a；当油缸缩回运行时，且P_m≤P_r＜P_s，则S＝S-S_a，S为油缸的当前行程，P_m为油缸运行时满足的最小运行检测压力，以便确认油缸运行供油正常，能避免因油泵损坏或电磁换向阀未打开等因素导致油缸未运行而影响油缸行程的计算结果。S_a为油缸一次运行时在单位时间内完成的行程距离，S_a＝v×t，其中t为单位时间秒，n为伺服驱动器通过电机编码器反馈的实际速度，q为液压油泵的流量，d²为液压油缸的杆径面积。

将油缸的行程长度分为多个参考点S₀、S₁、S₂、S₃，其中油缸缩回到位的行程长度为起点S₀，油缸伸出到位的行程长度为终点S₃；油缸缩回运行时的减速行程区域为S≤S₁，油缸伸出运行时减速行程区域为S≥S₂。

执行机构油缸伸出到位和缩回到位的位置判断方法：(1)当油缸缩回运行时的行程长度满足S≤S₀，同时油缸缩回时的运行压力P_r达到工作设定压力P_s的持续时间满足滤波时间L_t，则判断油缸运行至已缩回到位状态，此时，将油缸缩回到位的当前位置状态标记为“1”，并写入可编程控制器的永久保存数据寄存器；(2)当油缸伸出运行时的行程长度满足S≥S₃，同时油缸伸出时的运行压力P_r达到工作设定压力P_s的持续时间满足滤波时间L_t，则判断油缸已伸出到位状态，此时，将油缸伸出到位的当前状位置态标记为“2”，并写入可编程控制器的永久保存数据寄存器；(3)当油缸的行程长度满足S₀＜S＜S₃，则油缸未到位，此时，将油缸的当前位置状态标记为“0”，并写入可编程控制器的永久保存数据寄存器。通过位置判断方法，省去垃圾压缩设备的位置感应器，节省垃圾压缩设备安装成本和时间，简化线路，降低设备故障率，提高设备运行工作效率。

执行机构油缸运行故障判断方法：(1)当油缸缩回运行时的行程长度S＞S₀，同时油缸运行压力P_r达到工作设定压力P_s的持续时间满足滤波时间P_r，则判断油缸缩回运行受阻故障；(2)当油缸伸出运行时的行程长度S＜S₃，同时油缸运行压力P_r达到工作设定压力P_s的持续时间满足滤波时间L_t，则判断油缸伸出运行受阻故障；L_t为压力滤波时间，排除瞬时扰动的压力信号；(3)当控制油缸伸出或缩回运行时，运行压力P_r小于最小运行检测压力P_m的持续时间满足滤波时间L_t，则判断油缸运行供油异常。油缸运行出现故障时，系统自动停止设备控制，报警器发出故障报警音以及触摸屏显示相应的故障信息。

执行机构油缸运行的速度控制方法：(1)当控制滑板执行机构、刮板执行机构、提桶执行机构、翻桶执行机构运行时，各执行机构连接的各自油缸的当前行程长度满足S₁＜S＜S₂，则可编程控制器向伺服驱动器写入工作速度N₁，各执行机构油缸伸出和缩回的工作速度N₁分别进行设定；(2)当控制滑板执行机构、刮板执行机构、提桶执行机构、翻桶执行机构运行时，各执行机构连接的各自油缸缩回运行时的当前行程长度满足S≤S₁或各执行机构连接的各自油缸伸出运行时的当前行程长度满足S≥S₂，则可编程控制器向驱动器写入减速速度N₂，各执行机构油缸伸出和缩回的减速速度N₂分别进行设定，通过实时调节降低伺服电机的运行速度，降低液压油泵的实时输出流量和运行速度，实现降低机械、液压冲击和噪声，实现执行机构运行和油缸运行临近起点或终点时缓冲目的和效果。

基于所述垃圾压缩设备的控制系统，运用所述垃圾压缩设备的执行机构的控制方法，实现垃圾压缩设备的基本操作，包括封箱复位控制方法、垃圾刮压控制方法、封箱控制方法，具体步骤如下：

S1、封箱复位控制方法如图2所示，包括：

S1.1、待进行封箱复位的垃圾压缩设备转运回来的状态为封箱状态，封箱状态时滑板执行机构在前行到位状态，刮板执行机构在刮料到位状态；

S1.2、按下“封箱复位”，控制滑板执行机构进行后退，通过所述位置判断方法，判断滑板执行机构是否后退到位，直到后退到位后进入步骤S1.3；

S1.3、控制刮板执行机构打开，通过所述位置判断方法，判断刮板执行机构是否打开到位，直到打开到位后停止运行，此时该垃圾压缩设备处于封箱复位状态，为垃圾压缩设备倒料做好准备。

S2、垃圾刮压控制方法如图3所示：

垃圾刮压过程是通过垃圾压缩设备的提桶、翻桶执行机构将装有垃圾的垃圾桶提升到指定位置后倒入到垃圾压缩箱的投料仓，或通过垃圾收集车将装载的垃圾自卸倒入垃圾压缩箱的投料仓，通过垃圾压缩设备的滑板、刮板执行机构将倒入投料仓的垃圾挤压到垃圾压缩箱的后端，投料仓为垃圾压缩箱的前端。垃圾刮压分为一次刮压和循环刮压控制，按下“垃圾刮压”指令，执行一次刮压或循环刮压控制流程由车辆检测传感器自动判断决定；

S2.1、一键刮压启动，当车辆检测传感器未检测到垃圾收集车信号时，执行一次刮压控制，进入步骤S2.2；当车辆检测传感器检测到有垃圾收集信号时，执行循环刮压控制，进入步骤S2.3；

S2.2、一次刮压控制：

S2.2.1、控制提桶执行机构提升，通过所述位置判断方法，判断提桶执行机构是否提桶到位，直到提桶到位后进入步骤S2.2.2；

S2.2.2、控制翻桶执行机构翻桶，通过所述位置判断方法，判断翻桶执行机构是否翻桶到位，直到翻桶到位后进入步骤S2.2.3；

S2.2.3、控制翻桶执行机构竖桶，通过所述位置判断方法，判断翻桶执行机构是否竖桶到位，直到竖桶到位后进入步骤S2.2.4；

S2.2.4、控制提桶执行机构降桶，通过所述位置判断方法，判断提桶执行机构是否降桶到位，直到降桶到位后进入步骤S2.2.5；

S2.2.5、通过称重装置获取当前垃圾装载重量WT；

S2.2.6、控制滑板执行机构前行，通过所述位置判断方法，判断滑板执行机构是否前行到位，直到前行到位后进入步骤S2.2.7；

S2.2.7、控制刮板执行机构刮料，通过所述位置判断方法，判断刮板执行机构是否刮料到位，直到刮料到位后进入步骤S2.2.8；

S2.2.8、控制滑板执行机构后退，通过所述位置判断方法，判断滑板执行机构是否后退到位，直到后退到位后进入步骤S2.2.9；

S2.2.9、判断是否WT≥WT1，若是，则自动保压控制后进入步骤S2.2.10，否则直接进入步骤S2.2.10；

S2.2.10、控制刮板执行机构打开，通过所述位置判断方法，判断刮板执行机构是否打开到位，直到打开到位后一次刮压完成；

S2.3、循环刮压控制

S2.3.1、通过称重装置获取当前垃圾装载重量WT；

S2.3.2、控制滑板执行机构前行，通过所述位置判断方法，判断滑板执行机构是否前行到位，直到前行到位后进入步骤S2.3.3；

S2.3.3、控制刮板执行机构刮料，通过所述位置判断方法，判断刮板执行机构是否刮料到位，直到刮料到位后进入步骤S2.3.4；

S2.3.4、控制滑板执行机构后退，通过所述位置判断方法，判断滑板执行机构是否后退到位，直到后退到位后进入步骤S2.3.5；

S2.3.5、判断是否WT≥WT1，若是，则自动保压控制后进入步骤S2.3.6，否则直接进入步骤S2.3.6；

S2.3.6、控制刮板执行机构打开，通过所述位置判断方法，判断刮板执行机构是否打开到位，直到打开到位后，返回步骤S2.3.1。

所述步骤S2.2.9和S2.3.5中所述的自动保压控制为：通过称重装置获取垃圾压缩箱的当前垃圾装载重量WT，当WT＜WT1，自动跳过保压控制流程，当WT≥WT1，自动进入保压控制流程，同时可编程控制器向伺服驱动器写入当前保压压力P_b的控制参数，调节液压油泵的输出压力，当压力达到保压压力P_b且持续满足保压时间B_t，保压流程完成，退出保压控制流程，继续下一控制流程，其中WT1为垃圾刮压过程中判断是否自动介入保压控制流程的垃圾重量。

此外，在一次刮压过程和循环刮压过程中进行自动消杀，消杀系统按设定的消杀时间、消杀间隔周期自动循环消杀工作，一次刮压和循环刮压停止时，消杀系统自动停止运行。当消杀药液位低于报警液位时，系统发出缺药报警提示，同时停止消杀运行。

S3、封箱控制方法如图4所示：

S3.1、当按下“封箱”按钮，或一次刮压完成时，通过称重装置获取到当前垃圾装载的重量WT，当WT≥WT2时，通过报警器和触摸屏发出转运提示，并自动进行封箱控制流程，WT2为垃圾装载限定重量；

S3.2、控制滑板执行机构前行，通过所述位置判断方法，判断滑板执行机构是否前行到位，直到前行到位后进入步骤S3.3；

S3.3、控制刮板执行机构刮料，通过所述位置判断方法，判断刮板执行机构是否刮料到位，直到刮料到位后封箱完成，封箱完成的垃圾压缩设备待进行转运。

综上可知，通过上述的一种垃圾压缩设备的执行机构的控制方法及控制系统，具有以下优点：

(1)本发明不需要位置感应开关，根据执行机构油缸的运行到位位置，同步执行机构的运行到位位置，通过油缸的行程长度和工作压力的程序判断方法进行油缸的到位位置检测，从而确定执行机构的到位位置，解决了由于位置感应器易损坏或不可靠导致的垃圾压缩设备无法正常运行的问题，简化线路和节省安装时间，降低设备故障率，提高设备运行的可靠性，提高准确率，提高设备作业效率，降低设备投入成本；

(2)本发明通过油缸的行程长度判断执行机构是否进入减速行程区，然后通过程序控制执行机构在指定的慢速行程区减速，解决了执行机构运行时造成的机械、液压冲击和噪声的问题；

(3)本发明通过使用通讯向伺服驱动器直接发送控制指令和读取数据，节省控制系统的A/D和D/A模拟量转换处理模块，避免了模拟量中间转换处理环节，控制响应速度快，控制精度高，抗干扰能力强；

(4)本发明中触摸屏能对垃圾压缩设备各执行机构油缸的当前位置状态、行程长度、压力和速度进行手动修正，使设备调试时非常灵活和方便。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。