開題報告-基于PLC的茶葉揉捻機自動控制系統(tǒng)設(shè)計

畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告分院：電子信息工程學(xué)院題目基于PLC的茶葉揉捻機自動控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名指導(dǎo)教師選題背景（含國內(nèi)外相關(guān)研究綜述及評價）與意義茶葉揉捻機是茶葉生產(chǎn)中的的一種主要機器。傳統(tǒng)制茶以手工進行揉茶，且依茶葉粗細，分粗揉與復(fù)揉二次，尤其針對梗枝部分特別著重二次復(fù)揉?，F(xiàn)代制茶則多以機械式盤式揉茶機處理，而后再人力進行部分加工或挑揀。揉捻機特征主要包括：一卷布桿，設(shè)于揉捻機之蓋板上，卷布桿中間設(shè)有兩缺口，以便收縮茶葉布質(zhì)袋內(nèi)之茶葉體積；蓮花座，包括有多個具弧度之蓮花片，蓮花片背后設(shè)有連桿，其兩端以絞鏈方式與連桿固定環(huán)及支桿組合，支桿之另一端與支桿固定環(huán)亦以絞鏈方式結(jié)合，連桿固定環(huán)底下連結(jié)一心軸；傳動組，包含有傳動螺桿，設(shè)于蓮花座之二側(cè)，傳動螺桿上設(shè)有螺帽，兩螺帽之間搭接一推板，推板上方設(shè)有一推板固定環(huán)，并螺固為一體，推板固定環(huán)與支桿固定環(huán)內(nèi)裝設(shè)一止推軸承，兩傳動螺桿上設(shè)有齒輪，配合鏈條及惰輪，可同步傳動兩傳動螺桿；利用兩組獨立之傳動結(jié)構(gòu)帶動心軸使蓮花座旋轉(zhuǎn)及帶動傳動組之傳動螺桿作正、逆向之旋轉(zhuǎn)令推板上下移動使蓮花座之蓮花片作開、合之動作并將茶葉收縮、揉捻。茶葉原產(chǎn)于中國，后逐步傳播于世界，當(dāng)前世界上有５０多個國家種茶和產(chǎn)茶，１６０多個國家飲茶。它們的種茶和茶葉加工技術(shù)以及飲茶習(xí)俗，均系從我國直接或間接傳去。早在唐代的公元８１５年，茶樹種植技術(shù)就由我國傳到日本，綠茶蒸青加工技術(shù)也同時傳去，被同本人一致延用至今，并在此基礎(chǔ)上不斷改進完善，研制出一整套蒸青煎茶加工技術(shù)，還實現(xiàn)了現(xiàn)代化的生產(chǎn)線加工。１９世紀(jì)上半葉，中國茶樹種植和條形紅茶加工技術(shù)先后傳到印度尼西亞、印度、斯罩蘭卡和蘇聯(lián)（今獨聯(lián)體諸國）。這些國家在茶樹種植初期均應(yīng)用從我國傳去的技術(shù)和方法，進行茶樹栽培管理和茶葉加工，甚至直接從中國聘請茶葉技師傳授茶葉種植和加工技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，這些種茶國家經(jīng)過不斷的實踐和研究，尤其是通過對機制茶葉的開發(fā)（如揉捻機和烘干機等茶葉加工機械的發(fā)明），至１９世紀(jì)后半葉紅茶加工方法開始從條形茶向著切碎紅茶方向發(fā)展。由于這種茶為碎顆粒形狀，內(nèi)含成分在沖泡時容易溶出，在茶湯中加入牛乳后風(fēng)味和湯色不會變淡，很適合西方人的飲用習(xí)慣，很快風(fēng)行世界。紅碎茶自出現(xiàn)以來，經(jīng)歷了盤式揉切機、轉(zhuǎn)子揉切機和ＣＴＣ等階段的揉切技術(shù)改進，品質(zhì)更為優(yōu)異。２０世紀(jì)中后期，茶樹種植和紅碎茶加工技術(shù)傳入非洲等地（如肯尼亞等產(chǎn)茶國），紅碎茶生產(chǎn)采用了最先進的ＣＴＣ加工技術(shù)，茶廠及其生產(chǎn)線設(shè)計尤為先進，加工出的紅碎茶品質(zhì)良好，在世界茶葉市場上具有很高的信譽。２０世紀(jì)５０年代以來，尤其是進入８０年代以來，我國的茶葉加工技術(shù)快速向著機械方向發(fā)展，各茶類的制茶機械相繼研制與開發(fā)成功，并逐步應(yīng)用于生產(chǎn)。到目前為此，我國的大宗茶已有９０％實現(xiàn)了機械化加工，名優(yōu)茶也有５０％以上的加工實現(xiàn)了機械化。近年來，在制茶機械自動控制方面也有所突破，如以繼電器為基礎(chǔ)控制元件的自動控制技術(shù)在勻堆拼配設(shè)備中應(yīng)用；機電控制系統(tǒng)在揉捻機上的應(yīng)用；１９８７年通過部級鑒定的“計算機控制茶葉烘干機，’及在烏龍茶做青工藝中的應(yīng)用；圓電腦控制型龍井茶炒制機的研制成功等，ｕ。這些研究成果對我國茶葉機械的自動化和連續(xù)化必將起勁推動作用。我國制茶機械化作業(yè)技術(shù)雖然取得了長足的發(fā)展，但制茶機械的自動化和連續(xù)化程度仍然較低，與食品工業(yè)的機械化相比卻存在著較大的差距。食品工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展過程大體要經(jīng)歷五個階段，即機械化階段、初級自動化階段、自動控制階段、數(shù)據(jù)化階段、高級自動化階段（無人化階段）。目前國內(nèi)食品加工技術(shù)已處于第四階段，國外茶葉加工已進人第三、第四階段，如日本蒸青茶生產(chǎn)線和英國ＣＴＣ生產(chǎn)線。而我國的制茶技術(shù)總體上仍處于第一階段，個別單機或生產(chǎn)線處于第二階段，與國外相比尚存在巨大的差距。１９９４年８月，中央決定，在“九五”期間，國家安排?？钣糜谝M國際先進農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)，每年實施一批項目。引進技術(shù)所需用于消化、吸收和推廣的經(jīng)費，中央單位承擔(dān)的項目由中央財政解決，地方單位承擔(dān)的項目由地方財政配套。這就是９４８項目。最近，國務(wù)院再次決定，在“十一五”期間，中央財政每年將投資２億元，繼續(xù)執(zhí)行“９４８”計劃。由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所承擔(dān)的農(nóng)業(yè)部９４８滾動項目《茶葉標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)引進、消化與創(chuàng)新研究》于２００６年Ｊ下式啟動。【，１該項目稱：“我國的茶葉加工技術(shù)水平與裝備多年以來沒有重大改進，總體上還處于傳統(tǒng)農(nóng)副產(chǎn)品初級加工，加工的機械化、自動化程度低，質(zhì)量管理與品質(zhì)控制僅憑人工經(jīng)驗和常規(guī)的審評與理化檢驗來保證，與全程清潔化生產(chǎn)、機械化加工和自動化控制的世界先進水平差距甚遠。針對我國不同茶葉生產(chǎn)過程的特色和上述主要問題，引進一批世界先進水平的種植和加工技術(shù)、理念、設(shè)備和裝置等，在消化吸收的基礎(chǔ)上，結(jié)合必要的創(chuàng)新研究，整合過去幾十年來提出的成熟技術(shù)成果，力求改善加工設(shè)備的自動化和智能化程度，提升加工的工藝水平，提出我國綠茶（名優(yōu)綠茶、大宗綠茶）、ＣＴＣ紅茶和烏龍茶的標(biāo)準(zhǔn)化加工工藝參數(shù)，研制出茶葉加工關(guān)鍵設(shè)備的自動控制裝置和生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，研制出茶葉加工智能化專家咨詢系統(tǒng)。本課題是該滾動項目的一部分，其技術(shù)目標(biāo)是實現(xiàn)６ＣＲ一５５型茶葉揉捻機的工作壓力、時間、轉(zhuǎn)速和上、下葉的自動控制。2.選題的主要任務(wù)及目標(biāo)選題的主要任務(wù)有以下幾點：（1）對可編程控制器的概述（2）介紹茶葉揉捻機的結(jié)構(gòu)與原理（3）茶葉揉捻機自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)（4）茶葉揉捻機自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn)（5）對設(shè)計出來的梯形圖程序進行調(diào)試與仿真選題目標(biāo)：設(shè)計一種茶葉揉捻機的PLC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用PLC為控制核心，使生產(chǎn)線從上料到最后一步工序都可以實現(xiàn)無人操作，耗能低，對技術(shù)層次要求低。3.選題研究的主要內(nèi)容與方法選題研究的主要內(nèi)容：首先根據(jù)茶葉揉捻機的工作流程確定了控制要求，然后進行了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。其中硬件設(shè)計包括PLC選型、I/O分配表和I/O外部接線圖；軟件設(shè)計包括梯形圖程序設(shè)計。最后對設(shè)計出來的梯形圖程序進行調(diào)試與仿真。課題研究的方法：文獻研究4.研究條件和可能存在的問題研究條件：（1）商丘學(xué)院圖書館具有比較豐富的文獻資料；（2）電信學(xué)院配有經(jīng)驗豐富的指導(dǎo)教師；（3）本人具有較為堅實的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識?？赡艽嬖诘膯栴}：實際設(shè)計經(jīng)驗不足，需要及時地、經(jīng)常地向?qū)熀拖嚓P(guān)專家請教，以保證按時完成設(shè)計任務(wù)。5.參考文獻[1]朱仁學(xué).國內(nèi)制茶機械的現(xiàn)狀及對策[J].2003.[2]陳宗愚.中國茶經(jīng).[3]李小平,喻道遠,李培根,龔自明,袁中華.

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