本科机械制造及其自动化毕业设计 - 图文

目录

第一章 绪论 ............................................................ 1

1.1引言 .............................................................. 1 1.2课题来源 .......................................................... 1 1.3本文主要工作 ...................................................... 2 第二章 揉捻加工分析及自动控制总体方案确定 .............................. 3

2.1揉捻 .............................................................. 3 2.2茶叶揉捻加工基本原理 .............................................. 3

2.2.1叶子的物理性能对揉捻的重要性分析 ............................. 3 2.2.2揉捻叶使其成条的过程 ......................................... 5 2.2.3揉捻技术要求与分析 ........................................... 6 2.2.4揉捻的技术措施 ............................................... 8 2.2.5揉捻工段质量审评 ............................................ 10 2.2.6揉捻技术与形质变化 .......................................... 10 2.3茶叶揉捻设备 ..................................................... 11

2.3.1茶叶揉捻机的分类 ............................................ 11 2.4揉捻机自动控制系统总体方案 ....................................... 12

2.4.1茶叶揉捻加工工艺 ............................................ 12 2.4.2揉捻机自动控制系统总体方案设计 .............................. 14

第三章 茶叶揉捻机自动控制系统的硬件实现 ............................... 16

3.1茶叶揉捻机自动控制系统的硬件概况 ................................. 16 3.2触摸屏选择 ....................................................... 17 3.3下位机 ........................................................... 17

3.3.1 CPU选型 .................................................... 18 3.3.2 I/0地址分配 ............................................... 19 3.3.3 PLC总接线图 ............................................... 21 3.4调速系统 ......................................................... 22

3.4.1.变频器的选型 ............................................... 22 3.5压力控制系统 ..................................................... 23 第四章 软件设计与实现 .................................................. 24

4.1下位机软件设计 ................................................... 24

4.2.1软件开发的环境 .............................................. 24 4.2.3寄存器地址的分配 ............................................ 25 4.2.4 PLC程序的设计 ............................................. 28

第五章 结束语 ......................................................... 43 参考文献 ................................................................ 44

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第一章 绪论

1.1引言

我国是茶叶的故乡，具有悠久的茶叶种植、加工历史，形成了各具特色的六大茶类加工艺。茶叶加工机械经过长期的探索、发展，机械化程度大大提高，红(碎)茶加工已基本实现机械化；炒青绿茶加工机械较完整、配套；珠茶加工，由于60年代珠茶炒干机的出现，极大地降低了劳动强度和提高了生产能力，茶机有力地促进了茶叶生产的迅速发展。

近年来我国在制茶机械自动控制方面也有所突破，如以继电器为基础控制元件的自动控制技术在匀堆拼配设备中应用；机电控制系统在揉捻机上的应用；1987年通过部级鉴定的“计算机控制茶叶烘干机”及在乌龙茶做青工艺中的应用；电脑控制型龙井茶炒制机的研制成功等，圆这些研究成果对我国茶叶机械的自动化和连续化必将起到推动作用。

我国制茶机械化作业技术虽然取得了长足的发展，但制茶机械的自动化和连 续化程度仍然较低，，与食品工业的机械化相比却存在着较大的差距。食品工业生 产技术的发展过程大体要经历五个阶段，即机械化阶段、初级自动化阶段、自动 控制阶段、数据化阶段、高级自动化阶段(无人化阶段)。目前国内食品加工技术 已处于第四阶段，国外茶叶加工己进人第三、第四阶段，如日本蒸青茶生产线和 英国C丁C生产线。而我国的制茶技术总体上仍处于第一阶段，个别单机或生产线 处于第二阶段，与国外相比尚存在巨大的差距。 1.2课题来源

目前，世界产茶发达国家茶叶机械化生产发展速度很快，尤其是日本、印度、斯里兰卡等国家。我国南方产茶发达省份制茶也基本上实现了机械化，但是，在自动化水平与国外同类装备相比还存在较大的差异。

近年来，绿茶加工的鲜叶摊放、杀青、冷却和干燥等工序在一定程度上实现了连续化流水作业，唯有杀青后的揉捻间歇作业如何实现连续化仍在探索中。浙江省和安徽省分别就揉捻机技术进行了攻关，取得了一些成果，但揉捻机的自动化及适应性水平却不

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甚理想，揉捻质量也不稳定，制约着茶叶加工机械化、连续化流水作业的发展 。

1994年8月，中央决定，在“九五”期间，国家安排专款用于引进国际先农业科学技术，每年实施一批项目。引进技术所需用于消化、吸收和推广的经，中央单位承担的项目由中央财政解决，地方单位承担的项目由地方财政配套。就是948项目。最近，国务院再次决定，在“十一五”期间，中央财政每年投资2亿元，继续执行“948”计划。

由中国农业科学院茶叶研究所承担的农业部948滚动项目《茶叶标准化生产键技术引进、消化与创新研究》于2006年正式启动。该项目称:“我国的茶加工技术水平与装备多年以来没有重大改进，总体上还处于传统农副产品初级工，加工的机械化、自动化程度低，质量管理与品质控制仅凭人工经验和常规审评与理化检验来保证，与全程清洁化生产、机械化加工和自动化控制的世界进水平差距甚远。针对我国不同茶叶生产过程的特色和上述主要问题，引进一世界先进水平的种植和加工技术、理念、设备和装置等，在消化吸收的基础上，合必要的创新研究，整合过去几十年来提出的成熟技术成果，力求改善加工设的自动化和智能化程度，提升加工的工艺水平，提出我国绿茶(名优绿茶、大绿茶)、CTC红茶和乌龙茶的标准化加工工艺参数，研制出茶叶加工关键设备自动控制装置和生产线自动控制系统，研制出茶叶加工智能化专家咨询系统。”本课题是该滚动项目的一部分，其技术目标是实现6CR一55型茶叶揉捻机的作压力、时间、转速的自动控制。 1.3本文主要工作 本课题的主要研究内容包括:

1.从理论上深入分析茶叶揉捻原理，并制定适合茶叶揉捻机自动控制加工的茶叶加工工艺;

2.根据原有6CR一55型茶叶揉捻机的结构特点，制定出相应的茶叶揉捻机自动控制系统总体设计方案;

3.设计开发适合实际作业需要的软件系统;

4.对改造完成的6CR一55型茶叶揉捻机自动控制系统的运行情况进行测试，对其结果进行分析，并根据结果修改软件和工艺参数。

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第二章 揉捻加工分析及自动控制总体方案确定

2.1揉捻

揉捻是制茶重要的加工工序。其作用主要是破坏茶叶细胞、揉出茶汁，使冲泡的茶水滋味浓烈醇厚，并使茶叶初步成形。因此，揉捻是影响茶叶外形质量的主要工序，也是奠定茶叶耐泡度的关键环节。 (1)揉捻目的

通过揉捻，卷起茶条，初步形成条索，缩小体积，为成茶的美观外形奠定基础;同时，适当破坏杀青叶的叶细胞组织，部分茶汁流出附于茶条表面，使成茶冲泡时茶汁较容易泡出。 (2)揉捻方法和技术

绿茶加工中的揉捻作业，有手工揉捻和机械揉捻两种揉捻方法。目前除一些名优绿茶加工尚少量保留手工揉捻外，绝大多数己实现机械化作业。

2.2茶叶揉捻加工基本原理

目前，茶叶的揉捻原理基本相同，均是让杀青（或萎凋）叶团在揉桶中做匀速平行

圆周运动，受到揉桶、压盖、揉盘、棱骨及叶团自身的多方向力的复合作用，使其沿各自叶片主脉搓揉成紧结圆浑的条索状，同时将叶细胞破碎。揉捻是初步做形，除了白茶类和绿、黄茶中有些不要揉捻外，一般在制茶过程中都有揉捻工序。鲜叶直接揉捻是不能成条的。因其物理性能硬、脆。揉捻是力的作用，如果用力不当，也不能成条。下面将着重阐述这两个问题。

2.2.1叶子的物理性能对揉捻的重要性分析

揉捻的作用就是是揉捻力作用于叶子使之变形从而达到破坏茶叶细胞、揉出茶汁，使冲泡的茶水滋味浓烈醇厚，并使茶叶初步成形。

而揉捻质量首先决定于揉捻叶的物理性能。要求揉捻叶柔软性好，受力容易变形。韧性好，受力变形而不折断。可塑性好，受力变形后不容易恢复原来形状。还有粘性好，

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