طراحی و شبیه سازی سیستم اتوماتیک جداسازی رزین های پلاستیک از یکدیگر داخل زباله های شهری

هدف از این پایان¬نامه طراحی و شبیه¬سازی یک سیستم اتوماسیون جهت جداسازی رزین¬های پلاستیک از یکدیگر در زباله¬های شهری است. بدین منظور روش¬های موجود در زمینه¬ی جداسازی رزین¬های پلاستیکی مرور گردیده و یک سیستم مناسب برای این امر پیشنهاد شده است. سیستم جداسازی پیشنهادی در نرم¬افزار visual nastran شبیه¬سازی گردید. این سیستم از سه واحد شناسایی، کنترل و پرتاب تشکیل شده است. اساس عملکرد واحد شناسایی بر مبنای طیف¬سنجی بازتابشی مادون قرمز نزدیک می¬باشد. طیف بازتابشی چندین نمونه¬ی مختلف پلاستیکی از رزین¬های pet، hdpe، pvc، pp و ps که به طور عمده در جریان زباله-های شهری وجود دارند، در نواحی مختلف طول موجی گرفته شده است. بر اساس این طیف¬های بازتابشی، دو الگوریتم جداگانه جهت شناسایی رزین¬های پلاستیکی از یکدیگر به دست آمده است. این دو الگوریتم، بر اساس ماهیتی که دارند، الگوریتم¬های "دو فیلتر" و "مشتق دوم" نامگذاری شده¬اند. در الگوریتم روش دو فیلتر از دو طول موج خاص طیف در ناحیه¬ی مادون قرمز نزدیک، و در الگوریتم روش مشتق دوم از بیشتر گستره¬ی این ناحیه¬ی طول موجی استفاده می¬شود. با بررسی تأثیر پارامترهای مختلف نظیر آلودگی سطحی، ضخامت نمونه و وجود برچسب و درپوش برای نمونه، آشکار شد که هر دو الگوریتم کارایی بالایی در شناسایی رزین¬ها دارند. علاوه بر الگوریتم¬های شناسایی نوع رزین، الگوریتم¬هایی نیز برای شناسایی رزین¬های hdpe و pp بر اساس رنگ ایجاد شده است. این الگوریتم¬ها نتایج در خور توجهی دارند. در آن¬ها از طیف ناحیه¬ی مرئی استفاده شده است. الگوریتمی نیز برای شناسایی رزین¬های پلاستیکی، شیشه و کاغذ ایجاد شده است که روش "چهار فیلتر" نامگذاری شده است. در واحد کنترل از نرم¬افزار labview و کارت اکتساب داده استفاده می¬شود. وظیفه¬ی اصلی واحد کنترل اجرای الگوریتم¬های شناسایی و تشخیص ماده¬ی مورد نظر، و سپس ارسال فرمان مناسب به واحد پرتاب است. پس از بررسی¬های انجام گرفته، کارت اکتساب داده¬ی advantech pci-1710 برای واحد کنترل انتخاب شد. این کارت بدلیل ویژگی¬هایش، برای دریافت داده از واحد شناسایی و ارسال آن به کامپیوتر بسیار مناسب است. همچنین، این کارت برای ارسال فرمان به واحد پرتاب استفاده شده است. روش پیکربندی کارت برای کامپیوتر مورد بررسی قرار گرفته است. برنامه¬های مربوط به دریافت داده توسط کارت و ارسال فرمان، در نرم¬افزار labview و با کمک نرم¬افزار درایور کارت ایجاد شده است. همچنین برنامه¬های شناسایی بر اساس الگوریتم¬های به دست آمده برای واحد شناسایی، در labview ایجاد شده است. مطابق بررسی¬های انجام گرفته، سرعت آنالیز و محاسبات مربوط به الگوریتم¬ها در labview با سرعت سیستم جداسازی سازگار است. در واحد پرتاب امکان استفاده از شیر الکتروپنوماتیکی بررسی شده است. برای دستیابی به این هدف، شبیه¬سازی عمل پرتاب در نرم¬افزار visual nastran انجام شد و نیروی لازم پرتاب به دست آمد. در نهایت می¬توان بیان کرد که سیستم جداسازی پیشنهادی یک سیستم سریع، دقیق، مناسب و ایده¬آل برای جداسازی رزین¬های پلاستیکی است.