基于PLC茶叶筛分生产系统设计毕业设计

毕业设计说明书课题名称：茶叶筛分生产线控制系统设计

学生姓名钟业成

学号 120601121122

二级学院（系）电子电气工程学院

专业应用电子技术

班级电子1211班

指导教师王祥华

起讫时间：2014年12月1日～2015年1月23日

摘要

针对我国制茶业机械化程度低、茶叶生产成本高,进行了茶叶筛分生产线控制系统设计。该生产线充分利用PLC可靠性优、精度高、体积小和逻辑算术能力强等特点,实现了茶叶在筛分工艺过程中的精确控制,有效提高了茶叶的生产效率与品质。利用OMRON公司生产的可编程控制器CP1H、模拟量输入模块、模拟量输出模块、交流变频器、步进电机、交流同步电机实现茶叶筛分生产线控制。

关键词：PLC；变频器；茶叶筛分生产线

目录

摘要 ........................................................................................... 第1章绪论 .. 0

1.1 引言 0

1.2 茶叶的主要种类与特征 0

1.3 茶叶加工的主要工序 (2)

1.4 主要研究内容 (3)

第2章茶叶筛分生产工艺和控制要求 (4)

2.1 茶叶筛分的流程 (4)

2.2 设备要求 (5)

第3章茶叶筛分生产线控制系统硬件设计 (8)

3.1 变频器 (9)

3.2 气缸控制 (12)

3.3 步进电动机 (14)

第4章茶叶筛分生产线控制系统软件设计 (19)

4.1 PLC模拟量的设定 (20)

4.2 PLC变频器控制梯形图 (21)

4.3 气缸控制与PLC梯形图 (23)

4.4 PLC步进电机梯形图 (25)

第5章结论 (26)

参考文献 (27)

致谢 (28)

附录Ⅰ生产布置图 (29)

附录Ⅱ控制系统图 (30)

第1章绪论

1.1 引言

中国是茶的故乡，制茶、饮茶已有几千年历史，名品荟萃，主要品种有绿茶、红茶、乌龙茶、花茶、白茶、黄茶、黑茶。茶有健身、治疾之药物疗效，又富欣赏情趣，可陶冶情操。品茶、待客是中国个人高雅的娱乐和社交活动，坐茶馆、茶话会则是中国人社会性群体茶艺活动。中国茶艺在世界享有盛誉，在唐代就传入日本，形成日本茶道。茶叶加工机械经过长期的探索、发展，机械化程度大大提高。茶叶经过初制之后被称之为毛茶，其内在品质特性在初制过程中已经基本形成。但由于茶叶生产分散，采摘老嫩不一，初制技术各异，因而毛茶的品质规格复杂。为了提高茶叶的商业价值，使产品品质规格化，必须通过精致加工，才能适应国内外市场的需要。茶叶筛分作业的目的是讲毛茶分出长短和粗细，并筛去茶末，使外形整齐，符合规格；同时，筛出粗大茶，需经切细后再次进行筛分。因此，筛分机械是茶叶精制加工中的最基本的机械，其筛分效果不仅对产品价值有着很大的影响，而且直接对下一步作业的效率有着重要影响。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。

1.2 茶叶的主要种类与特征

1.2.1 茶叶的主要种类

中国茶文化博大精深，源远流长。在漫长的历史发展过程中，我国历代茶人富有创造地开发了各种各样的茶类，外加茶区分布广泛，茶树品种繁多，制茶工艺不断革新，形成了丰富多彩的茶类。而目前世界上还没有统一规范的分类方法，有的根据制造方法不同划分，有的根据茶叶外形来划分，有的按初、精制情况划分。当然，在众多的茶类划分中，运用最广泛、最权威、认知度最高的当属中国六大茶类，即绿茶、红茶、青茶、黑茶、白茶、黄茶。

1.2.2 六大茶叶的主要特征

绿茶是我国产量最多的一类，全国有18个产茶省，主要产地为安徽、浙江、湖南、湖北、四川等，我国绿茶花色品种之多居世界之首，占世界茶叶市场绿茶贸易量的80%左右。绿茶的基本工艺流程分杀青、揉捻、干燥三步骤。杀青方式有加热杀青和热蒸杀青两种，以蒸青汽杀青制成的绿茶称“蒸青绿茶”。干燥以最终干燥方式不同有炒干、烘干和晒干之别，最终炒干的绿茶称“炒青”，最终烘干的绿茶称“烘青”，最终晒干的绿茶称“晒青”。

多年来的研究发现，众多茶类中绿茶最保健。市场上常见的名优绿茶有西湖龙井、黄山毛峰、洞庭碧螺春、南京雨花茶等。

红茶基本工艺流程是萎凋、揉捻、发酵、干燥。红茶红汤红叶的品质特点主要是经过“发酵”形成的。所谓发酵，其实质是茶叶中原先无色的多酚类物质，在多酚类氧化酶的催化作用下，氧化以后形成了红色的氧化聚合物——红茶色素。这种色素一部分能溶于水，冲泡后形成了红色的茶汤，一部分不溶于水积累在叶片中，使叶片变成红色，红茶的红汤红叶就这样形成了。

我国红茶最早出现的是福建崇安一带的小种红茶，以后发展演变产生了工夫红茶。1875年，工夫红茶制作方法由福建传至安徽祁门一带，继而江西、湖北、四川、台湾等省大力发展工夫红茶。工夫红茶是我国传统的出口茶类，远销东欧、西欧等60多个国家和地区。产于安徽的祁红和云南的滇红早已名扬海外，享有盛誉。市场上主要的红茶有祁红、滇红、川红、金骏眉、坦洋工夫、汪洋工夫等。

青茶也叫乌龙茶，属半发酵茶。是介于不发酵茶(绿茶)与全发酵茶(红茶)

之间的一类茶，其外形色泽青褐。乌龙茶冲泡后，叶片上有红有绿，传统工艺的乌龙茶，叶片中间呈绿色，叶缘呈红色，素有“绿叶红镶边”之美称。汤色黄红，有天然花香，滋味浓郁，具有独特的韵味。乌龙茶主要产自福建、广东、台湾三省，因品种上的差异，乌龙茶分为闽北乌龙、闽南乌、广东乌龙和台湾乌龙四类。

闽北乌龙：产于福建省武夷山一带，主要有武夷岩茶、闽北水仙、闽北乌龙。闽南乌龙：闽南是乌龙茶的发源地，由此传向闽北、广东和台湾。产于福建南部的乌龙茶，最著名、品质最好的是安溪铁观音。

广东乌龙：主要有广东潮州地区所产的凤凰单枞和凤凰水仙最出名。

台湾乌龙：主要有冻顶乌龙、阿里山乌龙、文山包种、东方美人等。