崑山科技大學
機械工程系
學生專題製作報告
汙泥乾燥機之 PC-Based
自動監控系統研製
Development of PC-Based Automatic
Monitoring System for Sludge Dryer
指導教授：魏榮輝 專題組員：陳治豪 4060H184 陳偉傑 4060H185 楊翰宗 4060H159 李威融 4060H160 鄭柏楊 4060H233 陳冠廷 4060H151
中華民國 109 年 12 月
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崑山科技大學
機械工程系
學生專題製作報告
汙泥乾燥機之 PC-Based
自動監控系統研製
Development of PC-Based Automatic
Monitoring System for Sludge Dryer
指導教授：魏榮輝 專題組員：陳治豪 4060H184 陳偉傑 4060H185 楊翰宗 4060H159 李威融 4060H160 鄭柏楊 4060H233 陳冠廷 4060H151
中華民國 109 年 12 月
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汙泥乾燥機之 PC-Based 自動監控系統研製
陳治豪 陳偉傑 楊翰宗 李威融
崑山科技大學機械工程系摘要
現今眾多產業中許多的製程會產生出廢棄物，廢棄物種 類甚多;在環保意識 抬頭後，在回收的標準上也更加的要求、更加嚴格，而 廢棄物回收的重量也攸關 到回收成本。 如果產生汙泥的產業能夠將汙泥乾燥後再回收處理,能 降低運送過程中汙水 滴落路途中的機率,還能在環境上做到保護 ，將廢棄物 減重減量是我們應該關注的方向。 製作汙泥乾燥控制系統中,訊號經由資料擷取卡(DAQ)以 程式控制, 並且用軟體來測試運作,發出作動的訊號,最後再利用 PCbased接上感測器,獲得其中數據再以電腦控制 ，可使 用對象例如,漁業,畜牧業,工業,可使處理作業後產生的汙 泥乾燥,可減少運送重量與環境汙染問題。4
誌 謝
首先要感謝的是指導我們這個組別的指導教授魏榮輝教 授，在製作 專題前，有上過老師自動控制相關的課程， 使我們對這個方向有了興 趣，在簽實務專題指導教授 同意書時，詢問了魏榮輝老師，老師也義不容辭的同意 也幫助我們釐清專題主要研究的方向。 我們也特別感謝合作廠商，位於高雄市仁武區的國峰科 技有限公司 提供各項實驗設備以利研究順利，也感謝 業界講師陳賢榮老師特別指導，使我們了解各項設備特 性與使用方法，並提供場地教學與練習， 當我們有疑 問時，向陳老師提問也能得到細心地講解，不僅帶我們 組 裝設備測試作動，也教我們如何使用軟體編寫程式， 將軟硬體藉由實 際操作整合起來，使我們能聽到、看 到、操作到，更能讓我們得到理 論上與實務的經驗。 上學期我們決定用汙泥乾燥機之 pc-based 來當作我 們這組的專題，剛開始我們對這套程式完全不懂，過程 中只能透過不斷的摸索以及選修這門課程來熟悉程式的 操作和運用，其中最難的就是要讓硬體跟我們預期的一 樣作動，在編寫程式時，雖然過程中失敗了無數次，但 我們還是不氣餒，抱著越挫越勇的心志，不斷的詢問業 師以及我們的指導教授，經過他們細心教導後，讓我們 更了解整套系統的運作方式以及原理。目 錄
5
摘要 ---3
誌謝---4
緒論---7
自動化監控原理及應用---8
淤泥乾燥機的好處---8
研究內容與方法---9~11
實驗部分---12~14
研究過程之問題---15~16
結論---17
參考文獻---18
6
圖目錄
圖 1. 系統模擬示意圖---9 圖 2. 電腦主機---9 圖 3. 訊號模擬產生箱---10 圖 4. 訊號轉接箱---10 圖 5. 吹風機 ---11 圖 6. 溫溼度感測器---11 圖 7.初步構想 ---12 圖 8. 條件判斷圖---12 圖 9. 監控元件訊號流程圖---13 圖 10. ADAM 模組---13 圖 11 . 軟體編輯---14 圖 12 . 面板設計---147
一、緒論
現今眾多產業中許多的製程會產生出廢棄物，廢 棄物種類甚多;在 現代環保意識抬頭後，在回收的標 準上也更加的要求、更加嚴格，而 廢棄物回收的重 量也攸關到回收成本，如何將廢棄物減重減量是我 們 應該關注的方向。 如果產生汙泥的產業能夠將汙泥乾燥後再回收處 理，能降低運送過 程中汙水滴落路途中的機率，不 僅能在環境上做到保護，也能減少運 輸汙泥的次數 與費用，對於環境與效率都有很大的效益，而且也 不僅 僅能運用在汙泥監測上，如將 pc-base 的功能 活用且普遍的話，將適用於各種廢棄物乾燥回收當 中，自動控制、監測溫度、光照度、濕度… 等，相 信將更有效率的讓回收廢棄物更加加以利用，以達 到環保，並且能永續發展的目標。 我們的研究動機是想解決各工廠所產生的污泥問 題 台灣每年產生 300 噸的污泥 而去每年還都在增加 但現在的措施以焚燒跟掩埋比較多 所以對生態環境 造成嚴重影響 污泥在使用機械脫水時 雖然含水量減 少了但仍有有機物質 在儲存及清運過程中 容易發臭 產生環境污染 但使用藥劑除臭滅蟲會造成二次污染 所以我們想用這套系統來改變我們的環境 讓我們環 境更美好。8
二、自動化監控原理及應用
製作汙泥乾燥控制系統中,利用 PC-based 監控系統，連 結溫溼度感測器接收訊號，訊號經由資料擷取模組 (DAQ)以程式控制，並且用軟體來測試運作，發出作動 的訊號，獲得其中數據再以電腦控制風扇及熱風機等作 動元件作動，藉由模擬箱實際呈現出模擬結果，達成汙 泥乾燥機自動化的控制的目的。三、淤泥乾燥機的好處
製作這個淤泥乾燥機的好處. 1.因為能夠減少淤泥含水率.降低清運費 2.減少儲放所需廠房空間與減少異味廢水洩漏可能. 3.乾燥機也較傳統曝曬方式更加潔淨有效率 4.還可滿足乾燥不同週期除溼量,控制精確更節能 5.最後全自動化運作也能夠減少人力需求成本9
四、研究內容與方法
圖1.1 系統模擬示意圖 圖 1 . 系 統 模 擬 示 意 圖 汙 2. 儀器設備 圖2. 電腦主機 用以編寫程式輸出作動與接收輸入訊號監控模擬鄉內各項環境數據。10 圖 3. 訊號模擬產生箱 模擬電腦中產生的作動訊號，並以亮燈代表作動。 圖 4. 訊號轉接箱 圖 4. 訊號轉接箱
11 圖 5. 吹風機 以吹風機的熱風作為乾燥汙泥的能量來源。 圖 6. 溫溼度感測器 用以量測模擬箱中的溫、濕度各項環境值。
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五、實驗部分
程式設計 圖7.初步構想 圖 7 . 程 式 面 板 初 步 構 圖 一個面板上同時有白天及黑夜的溫度、濕度、風扇，還有當前的作動狀態。 圖 8. 條件判斷圖13 圖 9. 監控元件訊號流程圖
圖 10 .ADAM 模組
14 圖11 . 軟體編輯
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六、研究過程之問題
問題一:
在我們研究這個汙泥乾燥機的過程當中剛開始
我們希望能夠利用
物聯網
的技術與
汙泥乾燥機
一起
結合
。使我們能夠在
遠距離控制
汙泥處理
的所有過程，有任何問題也能夠隨時知道。但
是等到最後接觸這個研究後我們發現物聯網與
汙泥乾燥機的系統與程式，無法連結不能匹配，
短時間內沒辦法完成。
解決方式:
我們經過很多次的討論以及嘗試，雖然依然無
法順利連結上物聯網，因此我們也一起去詢問
了業師以及指導老師 ，蒐集了他們多方的建議
後我們決定使用
GeniDAQ
這個程式，與模擬
箱及各項的設備作為連結來製造我們的污泥乾
燥機，使數據能夠透過模擬箱在我們的人機界
面上看到所有污泥的狀態。
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六、研究過程之問題
問題二:
在剛開始接觸污泥乾燥機的過程，因為大家都
對於這項設備不太瞭解過程當中我們每個組員
都各自上網尋找資料拿出來一起作為討論，但
搜尋的資料都是各大公司的完成品 ，我們無
法應用在專題裡面一一呈現出來。
解決方式:
多次的討論之後，再把我們的資料合併起來去
請教業師該如何改善，人機界面如何設計的實
用，透過這些資訊再去做測試將人機界面如何
設計的簡單實用，透過這些資訊再去做測試將
效果顯著的來作為這次的專題報告。
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七、結論
上學期我們決定用汙泥乾燥機之 pc-based 來當作我們 這組的專題，剛開始我們對這套程式完全不懂，過程中 只能透過不斷的摸索以及選修這門課程來熟悉程式的操 作和運用，其中最難的就是要讓硬體跟我們預期的一樣 作動，在編寫程式時，雖然過程中失敗了無數次，但我 們還是不氣餒，抱著越挫越勇的心志，不斷的詢問業師 以及我們的指導教授，經過他們細心教導後，讓我們更 了解整套系統的運作方式以及原理。 由於我們現在的環保意識越來越提倡，我們身為台灣 的一份子，不僅僅只是研發產物甚至賺錢為目的，更要 保護環境愛護地球，給我們下一代有美好的環境生活， 也讓這環境有更美麗的風景甚至更優良的空氣伴隨我們， 讓我們為台灣這土地盡一份小小心力，這才是我們的目 標，我們相信這項技術未來一定能夠更加的發揚光大， 在此很感謝老師們讓我們能學以致用。18
