Skip to main content
SUPERVISOR
سیدسعید میریان (استاد مشاور) محمود تبریزچی (استاد مشاور) سید محسن صفوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamed Masoumi
حامد معصومی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Design and simulation of an automated system for plastic resins separation from each other in municipal wastes
The aim of this thesis is design and simulation of an automated system for separation of plastic resins from each other in municipal wastes. In order to do this, the existing methods of plastic resins separation have been reviewed and a proper system has been proposed for this task. The proposed separation system was simulated using Visual Nastran software. This system includes three units, namely identification, control and throw unit. The principle of operation of identification unit is based on NIR reflectance spectroscopy. The reflectance spectrum of several various plastic samples from PET, HDPE, PVC, PP and PS were taken in different wavelength domains. On the basis of these reflectance spectrums, two separate algorithms have been obtained for identification of plastic resins from each other. These two algorithms are called “Two Filters” and “Second Derivative”. In "Two Filters" method algorithm, two specific wavelengths of spectrum in the near infrared domain have been utilized. Also, in "Second Derivative" method, the majority of this wavelength domain has been used. By surveying the effect of various parameters such as surface pollution, sample thickness and existence of label and cap, it was shown that both algorithms have the high efficiency in identification of resins. The algorithms have been developed for identification of HDPE and PP resins based on their colors. The spectrum of visible domain has been used in them. Furthermore, an algorithm was developed for identification of plastic resins, glass and paper so called “Four Filters”. The LabVIEW software and data acquisition card are used in control unit. The main task of control unit is execution of identification and recognition algorithms of desired material, and then the transmission of suitable command to the throw unit. After the necessary surveys, the "Advantech PCI-1710" data acquisition card was selected for control unit. This card is very suitable in data reception from identification unit and its transmission to the computer, due to its properties. This card has been also utilized for transmission of command to throw unit. The method of card configuration for computer was surveyed. The programs of data reception via card and command transmission have been developed in LabVIEW software and by using the card driver software. In addition, the identification programs based on the obtained algorithms for identification unit were developed in LabVIEW. In throw unit, the possibility of utilization of electro pneumatic valve has been surveyed.Finally,it can be said that the proposed separation system is a fast,accurate,proper and ideal system for separation of plastic resins. KeyWords: Plastic,Separation,NIR reflectance spectroscopy,Visual Nastran,LabVIEW
: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. کلمات کلیدی: پلاستیک، جداسازی،طیف سنجی بازتابشی NIR، Visual Nastran LabVIEW

ارتقاء امنیت وب با وف بومی