PLC在自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

鐘 嵐

（成都廣播電視大學(xué)，四川成都 610051）

傳統(tǒng)的茶葉生產(chǎn)需要有大量的勞動(dòng)力來(lái)進(jìn)行茶產(chǎn)品的制作過程，并且傳統(tǒng)的人力炒茶效率也不高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，降低了茶產(chǎn)品制作企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且炒茶過程中的人力成本也較高，因此，茶葉實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)是茶葉企業(yè)發(fā)展的必要措施，PLC在自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用可以控制炒茶溫度以及裝置動(dòng)力等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)炒茶機(jī)的技術(shù)升級(jí)，另外，自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶工藝也會(huì)得到進(jìn)一步的規(guī)范，提高自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶質(zhì)量。

1 基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)

1.1 自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成

自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉的翻炒，因此，自動(dòng)炒茶機(jī)的控制系統(tǒng)要具備基本的電氣裝置與機(jī)械傳動(dòng)裝置兩大部分，而電氣裝置與機(jī)械傳動(dòng)裝置中包含許多硬件系統(tǒng)?；赑LC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的電氣裝置由溫度感受器，PLC，開關(guān)電源，以及機(jī)械旋轉(zhuǎn)編碼器等部件構(gòu)成，炒茶過程中鍋爐內(nèi)溫度的控制是非常重要的，而基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的溫度感受器就進(jìn)行了一定的技術(shù)升級(jí)，對(duì)溫度的反應(yīng)更加敏感，能更好地控制自動(dòng)炒茶機(jī)鍋爐內(nèi)的炒茶溫度。而基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置主要由熱源，加壓裝置機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，炒茶鍋等部分組成，機(jī)械傳動(dòng)裝置中加壓系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)能夠提高自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶效率，另外，自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)也需要負(fù)責(zé)炒茶動(dòng)作的手柄，而手柄需要一定的外部壓力才能進(jìn)行炒茶操作，而手柄感受到的壓力程度會(huì)極大地影響到茶葉翻炒的質(zhì)量，因?yàn)闄C(jī)械生產(chǎn)與人工炒茶還是存在差距的，因此，動(dòng)力裝置的技術(shù)升級(jí)是非常必要的，基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力裝置的技術(shù)升級(jí)，能夠利用升級(jí)的動(dòng)力裝置改變手柄的壓力以及炒茶的頻率，控制好整個(gè)炒茶過程的運(yùn)行速度，提高炒茶質(zhì)量。溫度控制硬件裝置與壓力傳送硬件裝置的協(xié)調(diào)合作保障了自動(dòng)炒茶機(jī)炒茶工藝的規(guī)范性，裝置操作人員可利用PLC提前設(shè)置好炒茶溫度與壓力傳送數(shù)據(jù)，確保自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.2 自動(dòng)炒茶機(jī)熱源的應(yīng)用

基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的熱源主要采用紅外線對(duì)系統(tǒng)中的電熱管進(jìn)行加熱，而熱源一般設(shè)置在自動(dòng)炒茶機(jī)鍋爐的下方，這樣能夠提高對(duì)炒茶鍋爐的熱量運(yùn)輸，也能讓自動(dòng)炒茶鍋爐均勻受熱，使炒茶鍋爐內(nèi)的溫度值在設(shè)置范圍之內(nèi)，使鍋爐內(nèi)溫度更適合茶葉的翻炒工藝。當(dāng)然，自動(dòng)炒茶鍋爐在炒茶的過程中既需要熱量的運(yùn)輸，也需要隔熱，而基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)主要采用硅藻土作為炒茶鍋爐的隔熱保溫材料，而炒茶鍋爐內(nèi)的溫度控制系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)與電腦的連接，這樣溫度控制技術(shù)人員也可以通過電腦直接進(jìn)行對(duì)鍋爐的加溫，而熱源能夠?qū)崟r(shí)感受電腦發(fā)送的熱量信息并及時(shí)地進(jìn)行鍋爐內(nèi)溫度調(diào)控，這樣大大節(jié)省了溫度數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)間，也提高了鍋爐溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.3 自動(dòng)炒茶機(jī)加壓裝置的運(yùn)行

基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的加壓裝置主要采用手調(diào)與腳踏的方式來(lái)進(jìn)行對(duì)鍋爐的加壓，而加壓的壓力數(shù)值則可以通過導(dǎo)桿顯示，導(dǎo)桿位于機(jī)架上，可用來(lái)顯示加壓裝置的運(yùn)行狀態(tài)，幫助系統(tǒng)控制人員調(diào)整加壓裝置的加壓程度，加壓裝置的加壓作用也需要凸輪的作用，凸輪可以實(shí)現(xiàn)與連桿之間的連接，而凸輪的位置也可以進(jìn)行調(diào)整，用來(lái)改變加壓裝置的加壓效果，PLC可以對(duì)自動(dòng)炒茶機(jī)中的加壓裝置進(jìn)行程序調(diào)控，可以讓自動(dòng)炒茶機(jī)根據(jù)茶葉的種類設(shè)置不同程度的加壓效果，并且能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)加壓裝置的加壓力度，使自動(dòng)炒茶機(jī)按照對(duì)最適合茶葉種類的翻炒力度進(jìn)行翻炒，使機(jī)械裝置能夠達(dá)到人力炒茶的效果，保障機(jī)械裝置對(duì)茶葉的高質(zhì)量生產(chǎn)，在實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)流水線化生產(chǎn)的同時(shí)提高自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶質(zhì)量，進(jìn)一步規(guī)范自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶工藝。

1.4 自動(dòng)炒茶機(jī)系統(tǒng)的炒手運(yùn)行

PLC在自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也可以改變炒手裝置的炒茶方式，炒手裝置炒茶方式的不同會(huì)產(chǎn)生不同的炒茶效果，自動(dòng)炒茶機(jī)中的炒手裝置由炒板和劃竿兩部分組成，炒板的炒茶方式有翻炒和塌炒兩種。基于PLC的控制系統(tǒng)可以讓炒板進(jìn)行塌炒和翻炒兩種操作的交替進(jìn)行，也可以讓炒板進(jìn)行不同的塌炒與翻炒次數(shù)，產(chǎn)生多種炒茶效果，塌炒與翻炒的次數(shù)以及順序都會(huì)影響自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶質(zhì)量，也會(huì)影響自動(dòng)炒茶機(jī)炒茶工藝的規(guī)范性，通常情況下，基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)炒手裝置有三種不同的炒茶方式，根據(jù)炒茶效果以及茶葉種類的不同，炒茶方式分為炒板塌炒一次，隨后翻炒兩次；在鍋爐內(nèi)塌炒兩次，隨后翻炒一次；在鍋爐內(nèi)塌炒一次，隨后翻炒兩次這三種炒茶方式，而PLC可以使炒手裝置的炒茶效果接近于人工炒茶的效果，PLC的控制系統(tǒng)可以讓自動(dòng)炒茶機(jī)按照嚴(yán)格的人工炒茶工藝過程進(jìn)行翻炒，在最大程度上提高自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶工藝規(guī)范性，進(jìn)而提高自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶效果。

1.5 自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的頻率切換

自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶頻率與速度也會(huì)影響自身的炒茶效果，當(dāng)然，自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶速度也要根據(jù)茶葉的種類進(jìn)行劃分，來(lái)產(chǎn)生不同的炒茶效果，而自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)炒茶速度的控制主要是通過三相六拍步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行的，三相六拍步進(jìn)電機(jī)裝置的啟動(dòng)以及關(guān)閉都要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，而PLC主要對(duì)三相六拍步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行裝置步進(jìn)速度的控制以及裝置接通和裝置關(guān)閉的控制，三相六拍步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)順序以及反轉(zhuǎn)順序都可以在PLC的控制下調(diào)整三相六拍步進(jìn)電機(jī)的不步進(jìn)速度，調(diào)節(jié)自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶效果。另外，在三相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制過程中裝置能夠?qū)崿F(xiàn)正轉(zhuǎn)起動(dòng)與反轉(zhuǎn)起動(dòng)，并且裝置的正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)操作能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)切換，以調(diào)整裝置的步進(jìn)速度，裝置步進(jìn)速度的調(diào)整能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的手控操作，進(jìn)行低檔、中檔、高檔三種速度切換。PLC可以通過控制三相六拍步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)速度來(lái)控制自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶質(zhì)量，并通過不同的步進(jìn)速度來(lái)產(chǎn)生不同的炒茶效果，使裝置按照最適合茶葉種類的烘炒方式進(jìn)行翻炒與塌炒，提升茶產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，并幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量茶葉的批量生產(chǎn)。

2 基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)

2.1 繪制炒茶工藝程序流程圖

基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)在控制系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用，軟件系統(tǒng)可以通過裝置與網(wǎng)絡(luò)的連接來(lái)實(shí)時(shí)控制硬件系統(tǒng)的運(yùn)行，并解決傳統(tǒng)人力操作過程中存在的問題，不同的設(shè)備類型會(huì)有不同的輸出地址，而自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)就可以根據(jù)設(shè)備的輸出地址將設(shè)備進(jìn)行分類，而不同設(shè)備在進(jìn)行地址輸出時(shí)會(huì)有不同的外部負(fù)載，而軟件系統(tǒng)就可以根據(jù)系統(tǒng)信息來(lái)規(guī)劃炒茶工藝的流程圖，確保自動(dòng)炒茶機(jī)炒茶工藝的規(guī)范性，幫助自動(dòng)炒茶機(jī)的控制人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)炒茶機(jī)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)炒茶運(yùn)行效率與炒茶質(zhì)量。

2.2 軟件編程降低系統(tǒng)運(yùn)行成本

基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)中的軟件部分可以通過軟件編程顯示控制界面，自動(dòng)炒茶機(jī)控制人員可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝置與軟件的連接，軟件編程可以實(shí)現(xiàn)對(duì)炒茶裝置的有效控制，包括對(duì)溫度裝置的調(diào)溫控制以及壓力裝置的壓力效果控制等，而且軟件編程運(yùn)行的可靠性強(qiáng)，能夠穩(wěn)定地實(shí)時(shí)控制硬件裝置，減少了企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)控制設(shè)備的購(gòu)買，大大降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本，另外，也降低了企業(yè)的裝置后期維修成本，軟件系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性也保障了整個(gè)自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)控制系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的局限性，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)炒茶機(jī)硬件系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)以及炒茶工藝的規(guī)范性，大大提高了自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶效率，也保障了自動(dòng)炒茶機(jī)的炒茶質(zhì)量，而基于PLC的自動(dòng)炒茶機(jī)軟件系統(tǒng)也充分發(fā)揮了互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過軟件系統(tǒng)可以幫助系統(tǒng)控制操作人員更好地控制自動(dòng)炒茶機(jī)中的硬件系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本，也提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，保障了茶葉的品質(zhì)，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。