北美“最大、最智能”回收中心背后的自动化

你可能没有意识到今天是美国回收的一天但事实的确如此。这里还有一些你可能没有意识到的事实:美国人每小时扔掉250万个塑料瓶。尽管环保局估计美国75%的垃圾是可回收的，但我们回收的还不到35%。如果美国的回收水平能达到75%，那么每年减少5000万辆汽车将带来环境效益，并将创造150万个新工作岗位。

共和国服务作为一家回收和废物处理公司，该公司正试图让客户更容易地回收垃圾，激励他们做得更多。例如，该公司的“全合一回收”(all -in- one Recycling)系统让居民将所有可回收物品放入一个大垃圾箱，而不是像过去那样按材料分类。Republic Services地区总裁蒂姆·奥德曼(Tim Oudman)表示，在引入单流回收技术的第一年，该地区的回收率从2%上升到30%。

然而，在其设施中对所有可回收物品进行分类的同时，要想实现回收这一有利可图的业务，就需要一定程度的自动化。通过一系列令人印象深刻的技术，共和国服务公司在北拉斯维加斯的新回收中心每天可以处理200万磅可回收材料，或每小时70吨。从工厂一端的卡车上卸下的货物可以在3分钟内完成分拣，并在另一端打包。

成品纸、塑料和金属每包重可达1800磅。货物到达园区24小时内就可以加工成包，并作为商品运往国内外市场(其中90%运往中国)。把一捆一捆的材料堆叠起来，一天的重量相当于拉斯维加斯平流层塔的两倍高。

“这是美国最大、最先进的住宅回收中心，”共和服务公司(Republic Services)负责回收和可持续发展的副总裁皮特·凯勒(Pete Keller)说。“我不知道还有哪家机构有这种能力或能力。”

新110000平方英尺的设施在南部内华达回收复杂技术从相对标准分类系统(比如屏幕处理纸板和纸,磁和电磁技术分离铝罐从钢铁和其他类型的金属,和分类系统和打包机打;更先进的技术，如光学分选机和新的玻璃清洗系统，提高玻璃回收率。

5个MSS卷云光学分选仪可以在毫秒内做出分离决定。第一个光学分拣机识别和分离任何剩余的纤维材料或颗粒，其余的光学分拣机处理塑料。新的回收中心能够处理所有七种类型的塑料，包括PET、HDPE和无菌容器——每一种都按照类型、颜色、密度或其他标准进行分隔。每天大约有57.5万个塑料瓶通过该设施。

设计了分选加工流水线CP组该公司专门从事自动化交钥匙材料回收设施(MRFs)。它由一个高度自动化的控制系统运行，该系统具有触摸屏人机界面(HMI)、监控控制和数据采集(SCADA)监控，以及基于平板电脑的远程访问功能。“我不想让那些人在自己的办公室里管理这件事，但他们可以，”凯勒说。“如果他们愿意，他们可以在家里经营。”

正大集团严重依赖于西门子数字工厂包括基于plc的控制系统，采用Simatic S7-300通用控制器，Simatic HMI舒适面板，Simatic Step 7软件，TIA Portal on HMI, Simatic WinCC柔性软件，Simatic ET200S电机启动器，Simatic G120驱动器，Milltronics MSI皮带称，Simatic MSI皮带称，Simatic MSI皮带称，Simatic MSI皮带称。和Sentron PAC4200电源监控设备。

正大集团与西门子有着悠久的合作历史——几年前正大集团收购西门子解决方案合作伙伴Advanced MRF之后，双方的合作关系更加紧密。西门子客户经理Al Esparza表示，收购Advanced MRF的员工受过高度培训，了解西门子产品。

整理资料

从预排序到最终的质量控制，共和服务的每一步都在收集数据。“这个工厂的每一件硬件都是一个信息传感器，”埃斯帕萨说。“它们都能提供诊断和状况监测。”

CP集团的销售工程师帕特里克·尼科尔(Patrick Nicol)设计了回收中心的新生产线，似乎对整个工厂可以使用的数据点范围很感兴趣。从工艺一开始，他们就对材料进行计量，以实现通过工厂的一致流动。他说:“这让其他一切都运转良好。”

预分类是第一个质量控制点，去除可能破坏或堵塞系统的材料，尼科尔解释说。操作人员从生产线上取下物品时，会有一个暂停踏板，如果物品太麻烦而无法快速处理，就可以停止处理过程。虽然这是一个手动的过程，但是系统不断地收集关于这个过程的信息，关于提取的物品的重量，在任何给定时间通过系统的材料的数量，等等。

这些都与班次信息相联系，以评估操作员正在做的工作。“在控制方面，我们想要跟踪有多少暂停踏板被推动，”尼科尔说。这同样适用于沿线其他地方的e站。如果有人太快地停下来，这可能不是他们工作的正确位置。

Republic Services的仪表板可以让它看到生产线上每台电机的状态——监控能源消耗，什么正在运行，什么没有运行，为什么有些东西可能没有运行，等等，Esparza说。“他们希望劳动力和电力使用都处于最佳状态。”

如果皮带卡住了，他们也许能从发动机的运行情况中得到一些线索。“不仅是vfd，还有固定马达，”尼科尔说。“我们是唯一能给他们这种感觉的人。”

Esparza说，电表可以帮助Republic Services了解每个电机控制中心(MCC)的能源使用情况。“有了这些PAC仪表，他们就能够制作表格并了解——它们真的提高了效率并提高了成本吗?”

“数据对前线管理当然很重要，”凯勒说。集成皮带秤可以让他们知道何时地堡被填满。他说:“我们知道每个地堡能生产多少包。”他解释了这些数据是如何帮助物料流动的。

“我们拥有的系统越多，可以处理的数据就越多。我们可以开始将指标引入整个企业，最终帮助我们更好地经营业务，”凯勒说。“说到底，我们生产的产品是为了回到经济中去。”

精益绿色运行

除了在业务,本质上是对环境有益,共和国服务标榜的环保记录和绿色footprint-using卡车上运行的天然气工厂四分之一的能量从一个屋顶太阳能系统,使建筑从回收和再生的钢铁,和更多。埃斯帕扎说，这也是他们选择与西门子合作的原因之一，西门子以绿色公司而闻名。事实上，西门子已经连续几年被道琼斯可持续发展指数(Dow Jones Sustainability Index)评为其行业集团中全球最具可持续发展能力的公司。

然而，归根结底，回收厂仍然是一项业务，需要盈利才能生存。妮可说:“在回收工厂赚钱实在是太少了。”

它依赖于高效的回收设施，垃圾填埋场的垃圾比例只有个位数。在运营的前三周，新回收中心只有5- 6%的企业所谓的残余材料，这些材料由于这样或那样的原因没有被回收。施耐德说，相比之下，共和国服务公司(Republic Services)在街对面的现有设施中约有20%的残留物。

共和服务(Republic Services)和正大集团(CP Group)的高管都认为，未来仍有更多的自动化空间，尤其是以机器人的形式。特别是在预分类区域，机器人可以更好地处理大而重的物体，并且可以有更长的到达距离。

预分类皮带通常有60-72英寸宽，需要两个人(两边各一个)才能达到这个宽度。另一方面，机器人可以安装在传送带中间上方，可以到达整个区域，尼科尔说。他补充说，机器人在处理城市固体废物(MSW)方面可能特别有用，因为分拣员往往会接触到更危险的材料。