前言
通常情况下，垃圾焚烧发电是通过利用垃圾中有机物进行燃烧产生的热能转化为电能原理来实现发电的目的。现阶段，城市生活垃圾主要为建筑垃圾及生活垃圾，其中含有大量的有机物、灰渣和金属等物质，可在一定程度上对其进行充分利用，进而更好地提升垃圾焚烧发电工程热效率。
1垃圾焚烧发电的意义
垃圾进行无害化处理技术可分为3类：堆肥、焚烧以及卫生填埋。三者均存在明显优势及不足，只有结合居民需求、土地资源持有量和经济水平加以选择，才能取得良好的效果。近几年，随着认识水平的提高，业内人士纷纷意识到对垃圾进行无害化、减量化还有资源化处理的重要性，这也为垃圾焚烧技术的发展提供了有力支持。随着垃圾焚烧量的增多，常规填埋处理手段逐渐退出历史舞台，原因在于垃圾分解产生大量病毒、细菌和渗滤液，不仅污染环境，还对人体健康造成威胁。焚烧处理不存在以上问题，可在保证处理效率的前提下，最大限度降低垃圾处理过程中给环境带来的影响。
2垃圾吊全自动控制系统设计详述
2.1自动称重计量系统
自动称重计量系统设计了位置信号采集接口，以及对应的控制程序，通过RFID自动识别装置，借助读卡器介入满足称重控制量表的显示。根据垃圾焚烧发电厂的具体工艺流程，该系统能够实时获取垃圾吊运行过程中的重量信息、位置信息、时间信息等，借助无线传输技术和计算机技术，能够满足对重量信息的解读、推理、自学习，从而有利于自动化运行中，对实施运行状态的自动跟踪和智能分析，且可以借助模拟现场动态监测、生成数据统计图表等，形成高效率的自动称重计量管理系统。
2.2三维建模系统
三维建模系统是核心控制系统，作为满足于自动化控制的关键体系，能够完成垃圾吊全自动定位、自动堆料投料、自动路径规划等。该系统通过三维建模完成自动化控制的规划，对于垃圾焚烧工艺流程实现全面自动化至关重要。垃圾池、投料口安装有三维激光扫描装置，每套装置配备了固态激光扫描仪，能够满足第一时间扫描数据的传输，并通过建模软件完成三维建模。系统服务器接收到扫描数据后，将对堆料进行三维建模，并接入点云数据拼接。固态激光扫描装置之间数据重叠区域确定后，根据激光头重叠区域进行拼接，并从数据中选取多对同名点进行粗略拼接，将2个点云拼入同一坐标系后，再利用迭代最近点技术进行精密拼接，最后形成整体。建模方面依据拼接数据，对点云进行去噪处理，划分若干网格，从而获得Z值数据，生成网格最高点。对所有点进行筛选处理，去除不符合的点，对未形成最高点数据的，采用三角化处理，形成网格坐标与高度值，从而实现三维建模。
2.3自动定位系统
自动定位系统是垃圾焚烧全自动系统的基本控制系统，基于数据采集，对大车小车和抓斗位置进行数据收集，系统启动后通过位置校准获得精准数据，对于可能出现偏差的情况，通过调节编码器来控制数据精准性。
2.4视频监控系统
基于PLC技术，在PLC系统与视频监控系统融合应用的设计中，从主程序、数据循环处理程序等入手，结合垃圾吊工艺实施流程，进行合理的参数设置。主程序通常需要长时间不断循环运行，初始化子程序则在PLC系统与监控系统初始化之后，对控制模块、数据视频交互方式等参数进行设置。数据循环处理子程序负责对视频数据进行采集、处理等，中断子程序则满足于垃圾吊操作流程中视频信息的抓拍与上传，满足实时监控的数据调取，以及历史视频数据的查询等。视频监控系统的摄像头配置于卸料大厅、垃圾池、垃圾吊、投料口等，便于后方人员进行远程实时监控。
2.5PLC控制系统
PLC控制系统采用SiemensS7-400系列，双机热备系统和ET200M分布式I/O组成总线网构成切换结构[8]。控制系统涵盖全自动PLC、上位机、操作盘等。全自动PLC系统接洽后，满足上位机全自动指令化工作，上位机满足人机交互、三维建模系统接洽，能够实时获得投料口、垃圾池相关三维模型数据，从而合理规划作业路径，下发指令后完成PLC自动操作。上位机监控系统配置多台操作员站和工程师站，满足对设备的实时监控，包括焚烧炉、烟气脱硫、除灰系统等，同时对供水系统、废水处理系统、电气设备等进行实时监控。
2.6安全防护系统
利用卸料口料位高度参数及卸料门车辆位置识别功能，将信号全接入全自动控制系统，同时接入各卸料门信号，用于判断当前卸料口安全情况。控制系统根据信号情况、卸料区垃圾情况、垃圾吊工作情况自动进行安全闭锁。当垃圾车在卸料时，垃圾吊不前往卸料区。选用高杆下落式道闸，当垃圾吊在卸料区抓料时，控制卸料口道闸自动关闭，防止卸料门频繁操作，增加故障率。
3垃圾吊全自动控制系统策略程序设计
3.1作业路线选择
该系统依据垃圾焚烧发电厂的实际作业目标，进行作业路径的优化选择，主要依据堆料场的三维模型数据、垃圾吊运行数据等。
3.2垃圾吊控制选择
垃圾吊控制的选择应当依据避障的基本原则，根据当前垃圾焚烧工艺投放的实际需要，建立在提高作业效率的前提下，设计满足三维数据分析的软件，提高智能化的工作调度水平。
3.3卸料口选择
卸料口的选择应当根据卸料门的实际状态，综合考虑料堆的高度，选择满足实际作业需要的卸料口，从而提高工作效率。
3.4堆料控制策略
堆料器位置信号经过滤波器计算后，得出运行速度，并保持堆料器压缩冲程和返程的时速值。合理控制堆料器速度调节器范围，确保液压比例阀在推进过程中稳定提供液压油。堆料器运行周期包括压缩、进料、返回三个过程，依据每个阶段实际需要，调节堆料器速度、液压比例阀数值等。堆料顺序依据先低后高的基本原则，利用三维模型体积大小进行库存模式判断。
结束语
垃圾吊是垃圾焚烧厂焚烧作业的重要工具，它的执行的效率与安全性，影响着整个垃圾焚烧作业工作进度。本系统满足于传统垃圾吊的全自动、智能化操作，很大程度上降低了垃圾焚烧发电厂的人工成本，提高了作业的安全性和经济效益。
参考文献：
[1]胡阳军，沈建，赵文川.“无人化”垃圾吊智能控制系统功能分析[J].电工技术，2020（24）：1-2.
[2]李田，赵文川，胡阳军.格雷母线与激光雷达在垃圾焚烧发电厂自动化垃圾吊中的应用[J].电工技术，2021（2）：6-7；10.