本发明涉及一种基于plc控制的茶叶自动化理条机组的设计方法，属于农业自动化技术领域。
背景技术：
目前，我国茶叶加工正朝着全程清洁化、连续化、自动化方向发展；茶叶理条是茶叶加工过程中重要的一环，理条质量的优劣，对茶叶加工后的品质影响很大；随着机械化水平的提高，全自动茶叶理条机也成为实现茶叶自动化加工中不可缺少的部分；目前国内理条机市场产品形式单一，劳动强度大，自动化水平低，不能满足茶叶加工连续化、自动化、清洁化的要求；理条是茶叶加工的重要环节，使用传统的理条设备劳动强度大、效率低；本发明通过对茶叶理条机组自动化关键技术及设备的设计研究，研发出全自动茶叶理条机组；该机组运用先进的plc控制技术，对茶叶理条加工的各个工序进行机械化运作，实现了茶叶理条工艺的自动化，解决了茶叶加工自动化、连续化中的一道的难题，减轻了劳动强度，提高了生产率，同时也提高了茶叶的品质。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提出了一种基于plc控制的茶叶自动化理条机组的设计方法，实现多台茶叶理条机组的自动控制，自动化程度相当高；同时通过人机界面，方便了用户对参数的设定和对机组的操作；为减轻茶叶理条劳动强度，提高生产率及茶叶的品质提供了支撑。
本发明的基于plc控制的茶叶自动化理条机组的设计方法，所述方法包括以下步骤：
第一步，软件设计，茶叶定量控制通过重量参数的设定来实现，理条摆动速度控制通过变频器实现，理条温度通过温度控制器设定，触摸屏实现所有参数的输入、显示和控制；
a.重量控制，重量设定参数通过触摸屏实现，通过称重传感器进行模拟量采集电压信号，通过放大器将电压信号放大，再将信号输入plc；首先称重一定重量的茶叶，通过手动控制将茶叶上入小车中，根据plc读出的数据作为设定值保存；小车向左和向右两侧各进行一次上述动作；然后在自动运行时，小车中的实时重量会通过plc读取的实际值与设定值比较，当实际值大于等于设定值时，系统自动停止上料；这时小车中茶叶的重量就是设定的重量；
b.变频控制，设定理条过程为多频率切换功能，初步设定为7个频率；倒出茶叶过程和理条过程设定为7个不同工作频率；用户可根据茶叶的具体情况和实际工艺需要自由选择；触摸屏中开放了7个频率的工作时间，如果将某个时间设定为0秒，电机就自动跳过这个频率，由此可以节省工作过程中的能量浪费；
c.温度控制，系统运行之初，设定理条机正常工作温度；该理条温度由使用者根据具体茶叶选定，由触摸屏输入，设定后需一定时间通过电热管加热，加热到所需温度后，将反馈信号发送给plc，并在触摸屏中实时显示，从而停止加热；当温度低于设定值后，电加热管又开始加热，确保理条温度保持动态平衡；
d.触摸屏设计，茶叶重量、理条温度、理条频率和理条时间参数等，皆采用触摸屏参数设定界面，该人机对话界面直观简单，操作方便，对普通茶农或使用者能够起到即看即用的效果；
第二步，硬件设计，根据系统控制要求，系统选用plc作为系统主控制器，并将继电器、变频器、传感器、接近开关、电机和触摸屏作为外围电路，协同合作，完成茶叶理条工艺要求。
进一步地，所述理条机设有自动和手动功能，由用户根据需要选择使用；自动和手动功能的操作都在触摸屏上实现，作为输入信号进入plc，从而控制整个机组的合理运行。
本发明与现有技术相比较，本发明的基于plc控制的茶叶自动化理条机组的设计方法，实现对频率、温度、重量、时间等参数的信息采集和信号处理；本控制系统实现多台茶叶理条机组的自动控制，自动化程度相当高；同时通过人机界面，方便了用户对参数的设定和对机组的操作；为减轻茶叶理条劳动强度，提高生产率及茶叶的品质提供了支撑。
具体实施方式
本发明的基于plc控制的茶叶自动化理条机组的设计方法，所述方法包括以下步骤：
第一步，软件设计，茶叶定量控制通过重量参数的设定来实现，理条摆动速度控制通过变频器实现，理条温度通过温度控制器设定，触摸屏实现所有参数的输入、显示和控制；
a.重量控制，重量设定参数通过触摸屏实现，通过称重传感器进行模拟量采集电压信号，通过放大器将电压信号放大，再将信号输入plc；首先称重一定重量的茶叶，通过手动控制将茶叶上入小车中，根据plc读出的数据作为设定值保存；小车向左和向右两侧各进行一次上述动作；然后在自动运行时，小车中的实时重量会通过plc读取的实际值与设定值比较，当实际值大于等于设定值时，系统自动停止上料；这时小车中茶叶的重量就是设定的重量；
b.变频控制，设定理条过程为多频率切换功能，初步设定为7个频率；倒出茶叶过程和理条过程设定为7个不同工作频率；用户可根据茶叶的具体情况和实际工艺需要自由选择；触摸屏中开放了7个频率的工作时间，如果将某个时间设定为0秒，电机就自动跳过这个频率，由此可以节省工作过程中的能量浪费；
c.温度控制，系统运行之初，设定理条机正常工作温度；该理条温度由使用者根据具体茶叶选定，由触摸屏输入，设定后需一定时间通过电热管加热，加热到所需温度后，将反馈信号发送给plc，并在触摸屏中实时显示，从而停止加热；当温度低于设定值后，电加热管又开始加热，确保理条温度保持动态平衡；
d.触摸屏设计，茶叶重量、理条温度、理条频率和理条时间参数等，皆采用触摸屏参数设定界面，该人机对话界面直观简单，操作方便，对普通茶农或使用者能够起到即看即用的效果；
第二步，硬件设计，根据系统控制要求，系统选用plc作为系统主控制器，并将继电器、变频器、传感器、接近开关、电机和触摸屏作为外围电路，协同合作，完成茶叶理条工艺要求。
其中，所述理条机设有自动和手动功能，由用户根据需要选择使用；自动和手动功能的操作都在触摸屏上实现，作为输入信号进入plc，从而控制整个机组的合理运行。
整个自动理条机运行及控制过程如下：开启系统，茶叶上料，料仓提升机将茶叶原料输送到料斗中部，同时匀料器将茶叶原料在理条机宽度方向上均匀分布，待料斗中茶叶原料达到设定重量后，提升机停止供料；同时，料仓移动到需投料的理条机上方，挡料板自动开启，将茶叶原料投放到理条机槽内；当理条机炒茶达到设定时间后，气缸带动理条机料槽翻动，将茶叶倒人振动输送槽，振动输送槽将茶叶输送到下一工序；每台理条机都重复上面的工序，从而达到整个系统的联动。
本发明的基于plc控制的茶叶自动化理条机组的设计方法，实现对频率、温度、重量、时间等参数的信息采集和信号处理；本控制系统实现多台茶叶理条机组的自动控制，自动化程度相当高；同时通过人机界面，方便了用户对参数的设定和对机组的操作；为减轻茶叶理条劳动强度，提高生产率及茶叶的品质提供了支撑。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。