plc的茶叶揉捻控制系统的设计【字数：11589】
摘 要茶叶是国际上最受欢迎的饮品之一，市场前景一片良好。而茶叶的品质决定了茶叶的畅销与否，茶叶的品质则由揉捻的效果来决定。传统的茶叶揉捻虽然揉捻效果比之机器来说更好些，但是却有着大量人工的需求，不能进行大量的生产。而且现在正在使用的茶叶机器也需要改变，因此茶叶机器的自动控制非常有必要。本文的控制中心是通过PLC来完成的，能够完成揉捻过程的自行控制且较为简便一点也不复杂，性能比之前大大提高。本文对现在茶叶机的智能化低，人力浪费大等问题，做出了突破的改变。大体的想法是把PLC作为主体，采用PID进行压力的控制、变频器进行速度调节，通过对各种参数及数据的设定测量，来决定对硬件的选择。而人机交互的问题则是采用博图v14进行仿真观测。
目 录
1引言 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2课题的国内研究现状 2
1.3 本课题研究的主要内容及章节安排 3
2茶叶揉捻机的总体设计方案 4
2.1工作原理 4
2.2系统的总体设计 4
2.3硬件选型 6
2.3.1 控制器的选型 6
2.3.3传感器选型 8
2.3.4定位器选型 9
2.3.5人机界面 9
2.3.6 I/O分配表及外部接线图 10
3系统软件设计 12
3.1工作流程设计 12
3.2 PLC程序的编写 12
3.2.1 PLC程序设计 12
3.3触摸屏软件设计 18
3.3.1控制区域设计 18
3.4本章小结 22
4程序的调试与监测 23
4.1 实物连线及监控画面 23
4.2 现场调试 23
5 总结与展望 25
参考文献 26
致谢 27
附录 28
1. 引言
1.1课题研究背景及意义
在上世纪最早的时候，一些国家的茶叶栽种和贩卖多数是别的国家的人尤其是西方人，而本土居民大多只是劳动力。在揉捻机尚未被发明出来之前,茶叶揉捻通常是通过人工在长木台上操作完成。最开始的揉 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
捻机是一个叫纳尔生(JNelson)的人发明的,纳尔生通过观察员工用手揉捻茶叶，灵光一闪,开始思考如何用机器揉捻代替人工揉捻。他把茶叶放在两个木台之间,让两个木台前后一起转动,发现茶叶可以在两个木台之间被揉捻，且效果与工人揉捻出来的相差不大。这让他惊喜异常，并更加深入的研究揉捻机器，发现了这个揉捻机器的缺点。那就是两个木台明显的不够重,茶叶单纯的放在两个木塔中间进行揉捻的话很容易散，这显然不是他心目中理想的揉捻机。于是他改良出新的机器增加了更多的零件与步骤，首先他把茶叶放进裁掉了下面部分的白布裤内,并紧绑它的两边,做成了袋子的样子。然后把它放进两个木台子中间,叫几个人坐在木台的上面增加重量,最后又让几个人把上面的木台推来推去,里面的茶叶就这样被揉捻了，效果非常好与以前相比较大有进步。随着更加深入的改良纳尔生又把白裤换成了布袋,并且把上面的木台换成一个木箱子,里面放进去几块石头，用石头来增加重量,并用还加了一个手摇装置，让木箱可以在下面木台上前后移动,这样中间布袋中的茶叶就可以被揉捻,而这个机器的效率竟然达到了人力的4倍，这不得不让人感叹科技的力量果然是巨大的。
之后有一个叫肯孟特(JC.Kinmond)的人受到了启发，制造了上面一个圆木盘下面一个圆木盘，中间再加一个没有底没有盖的木头箱子的揉捻机。这个揉捻机下面的木盘静止的,上面的木盘在下面木盘上作偏心旋转运动,两个木盘之间的相接面,刻上凹凸浅沟,浅沟由中心而扩散至边缘,在这种粗糙面上钉有帆布。这种设计可以直接将茶叶放入木箱中，让茶叶在木箱内夹在两个木盘中间揉捻，同时他还为揉捻机弄了一个传动机构，使得偏心转动的动力可以依赖人工、牲畜或者蒸汽机。随后，又有一名英国工程师杰克森（W.Jackson）对茶叶揉捻机再次进行了改良，他使上木盘直径较之木箱略小，同时给上木盘加了一个弹簧的联动机构，使上木盘可以在木箱中上下移动，来调节揉捻时的压力。是世界公认的目前所使用的的盘式茶叶揉捻机的雏形。
现如今，社会进入高速发展阶段，各种意义上都需要高速、高效。因此传统人工揉捻已经跟不上时代的进步，若说高品质茶叶揉捻或许人工更好些，但却无法满足大众的需求，而茶叶揉捻机则是人工速度、效率的数倍，完全能够满足普通客户的需求。同时茶叶揉捻机的存在也避免了劳动力的浪费，是真正意义上的高效。
茶产业以制茶为核心,在我国主要的几大类茶叶中,大多数种类的茶叶都是要经过揉捻加工的,因此揉捻是制茶之中比较关键的一个环节。揉捻的质量决定了茶叶加工的质量，因此对于茶叶揉捻机的自动化的改良进行深入研究是非常有必要的。
1.2课题的国内研究现状
在清末和民国时期，因为政府的的腐败和世界列强的入侵，中国在茶叶生产上受到了严重打击，茶叶的机械化发展更是希望渺茫。但是，就是在那种特别困难的时期，许多业界人士也没有放弃希望，仍然坚持着我国茶叶机械化的推进。1915年，北洋政府在安徽的一个小乡子里创建了模范种茶场，自行制造了茶叶机，用来对红茶进行加工。1925年，浙江省某家公司引进了日本的茶叶揉捻机，用于绿茶的加工。1932冯绍裘自行做出了木头的茶叶揉捻机。1935年，国内开始陆续引进德国、日本等国家的揉捻机，并根据我们国家自己的加工特色进行仿制，用于红茶和绿茶的加工。1942年，张天福设计并制造出918木质揉捻机，被当地的茶农所采用。此后，中央实验茶场更是自制木质揉捻机，制作了“湄红”和“湄绿”可以出口的用于支持抗日的“商品茶产品”。
新中国成立后，对此也是十分重视，组织了专门的技术人员制造，制造出各类茶机械2577台。同时在华东和中南等地兴建了一批机械茶厂，为为我国制茶机械化发展作出了示范。
国际上食品工业生产技术的发展过程大体经历5个阶段,虽然我们国家的食品加工技术处于第四阶段，但我们国家的制茶技术却只处于第一阶段。反观国外的制茶叶技术却已经进入了第3甚至第4阶段。大部分茶叶加工都是简单的以机械为主,不够智能、自动化程度较低。由于揉捻是茶叶加工过程中最重要的工序,因此对茶叶揉捻设备的机电一体化,智能化研究将成为非常重要的一件事。
目 录
1引言 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2课题的国内研究现状 2
1.3 本课题研究的主要内容及章节安排 3
2茶叶揉捻机的总体设计方案 4
2.1工作原理 4
2.2系统的总体设计 4
2.3硬件选型 6
2.3.1 控制器的选型 6
2.3.3传感器选型 8
2.3.4定位器选型 9
2.3.5人机界面 9
2.3.6 I/O分配表及外部接线图 10
3系统软件设计 12
3.1工作流程设计 12
3.2 PLC程序的编写 12
3.2.1 PLC程序设计 12
3.3触摸屏软件设计 18
3.3.1控制区域设计 18
3.4本章小结 22
4程序的调试与监测 23
4.1 实物连线及监控画面 23
4.2 现场调试 23
5 总结与展望 25
参考文献 26
致谢 27
附录 28
1. 引言
1.1课题研究背景及意义
在上世纪最早的时候，一些国家的茶叶栽种和贩卖多数是别的国家的人尤其是西方人，而本土居民大多只是劳动力。在揉捻机尚未被发明出来之前,茶叶揉捻通常是通过人工在长木台上操作完成。最开始的揉 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
捻机是一个叫纳尔生(JNelson)的人发明的,纳尔生通过观察员工用手揉捻茶叶，灵光一闪,开始思考如何用机器揉捻代替人工揉捻。他把茶叶放在两个木台之间,让两个木台前后一起转动,发现茶叶可以在两个木台之间被揉捻，且效果与工人揉捻出来的相差不大。这让他惊喜异常，并更加深入的研究揉捻机器，发现了这个揉捻机器的缺点。那就是两个木台明显的不够重,茶叶单纯的放在两个木塔中间进行揉捻的话很容易散，这显然不是他心目中理想的揉捻机。于是他改良出新的机器增加了更多的零件与步骤，首先他把茶叶放进裁掉了下面部分的白布裤内,并紧绑它的两边,做成了袋子的样子。然后把它放进两个木台子中间,叫几个人坐在木台的上面增加重量,最后又让几个人把上面的木台推来推去,里面的茶叶就这样被揉捻了，效果非常好与以前相比较大有进步。随着更加深入的改良纳尔生又把白裤换成了布袋,并且把上面的木台换成一个木箱子,里面放进去几块石头，用石头来增加重量,并用还加了一个手摇装置，让木箱可以在下面木台上前后移动,这样中间布袋中的茶叶就可以被揉捻,而这个机器的效率竟然达到了人力的4倍，这不得不让人感叹科技的力量果然是巨大的。
之后有一个叫肯孟特(JC.Kinmond)的人受到了启发，制造了上面一个圆木盘下面一个圆木盘，中间再加一个没有底没有盖的木头箱子的揉捻机。这个揉捻机下面的木盘静止的,上面的木盘在下面木盘上作偏心旋转运动,两个木盘之间的相接面,刻上凹凸浅沟,浅沟由中心而扩散至边缘,在这种粗糙面上钉有帆布。这种设计可以直接将茶叶放入木箱中，让茶叶在木箱内夹在两个木盘中间揉捻，同时他还为揉捻机弄了一个传动机构，使得偏心转动的动力可以依赖人工、牲畜或者蒸汽机。随后，又有一名英国工程师杰克森（W.Jackson）对茶叶揉捻机再次进行了改良，他使上木盘直径较之木箱略小，同时给上木盘加了一个弹簧的联动机构，使上木盘可以在木箱中上下移动，来调节揉捻时的压力。是世界公认的目前所使用的的盘式茶叶揉捻机的雏形。
现如今，社会进入高速发展阶段，各种意义上都需要高速、高效。因此传统人工揉捻已经跟不上时代的进步，若说高品质茶叶揉捻或许人工更好些，但却无法满足大众的需求，而茶叶揉捻机则是人工速度、效率的数倍，完全能够满足普通客户的需求。同时茶叶揉捻机的存在也避免了劳动力的浪费，是真正意义上的高效。
茶产业以制茶为核心,在我国主要的几大类茶叶中,大多数种类的茶叶都是要经过揉捻加工的,因此揉捻是制茶之中比较关键的一个环节。揉捻的质量决定了茶叶加工的质量，因此对于茶叶揉捻机的自动化的改良进行深入研究是非常有必要的。
1.2课题的国内研究现状
在清末和民国时期，因为政府的的腐败和世界列强的入侵，中国在茶叶生产上受到了严重打击，茶叶的机械化发展更是希望渺茫。但是，就是在那种特别困难的时期，许多业界人士也没有放弃希望，仍然坚持着我国茶叶机械化的推进。1915年，北洋政府在安徽的一个小乡子里创建了模范种茶场，自行制造了茶叶机，用来对红茶进行加工。1925年，浙江省某家公司引进了日本的茶叶揉捻机，用于绿茶的加工。1932冯绍裘自行做出了木头的茶叶揉捻机。1935年，国内开始陆续引进德国、日本等国家的揉捻机，并根据我们国家自己的加工特色进行仿制，用于红茶和绿茶的加工。1942年，张天福设计并制造出918木质揉捻机，被当地的茶农所采用。此后，中央实验茶场更是自制木质揉捻机，制作了“湄红”和“湄绿”可以出口的用于支持抗日的“商品茶产品”。
新中国成立后，对此也是十分重视，组织了专门的技术人员制造，制造出各类茶机械2577台。同时在华东和中南等地兴建了一批机械茶厂，为为我国制茶机械化发展作出了示范。
国际上食品工业生产技术的发展过程大体经历5个阶段,虽然我们国家的食品加工技术处于第四阶段，但我们国家的制茶技术却只处于第一阶段。反观国外的制茶叶技术却已经进入了第3甚至第4阶段。大部分茶叶加工都是简单的以机械为主,不够智能、自动化程度较低。由于揉捻是茶叶加工过程中最重要的工序,因此对茶叶揉捻设备的机电一体化,智能化研究将成为非常重要的一件事。
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