畢業(yè)設(shè)計(jì)-茶葉篩分生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-08 18:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 用機(jī)械或手工分別茶葉輕重，剔除茶葉中的毛衣、梗皮等。 勻堆裝箱：將各種篩號茶按成品茶的質(zhì)量要求，按比例混合后攪拌均勻，再定量裝入茶箱或茶袋。 本課題的主要研究內(nèi)容包括： 1．從理論上深入分析茶葉分篩原理，并制定適合 茶葉篩分生產(chǎn)線控制系統(tǒng) ； 2．根據(jù)茶葉分篩機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定出相應(yīng)的 茶葉篩分生產(chǎn)線控制系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)方案； 3．根 據(jù)性價(jià)比，先性能后價(jià)格的原則，配置硬件并完成硬件間的連接； 4．設(shè)計(jì)開發(fā)適合實(shí)際作業(yè)需要的軟件系統(tǒng)。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 第 2 章 茶葉篩分 生產(chǎn)工藝和控制要求 茶葉篩分生產(chǎn)線包括圓篩機(jī)、 平輸機(jī)、 抖篩機(jī)、 立式輸送機(jī)、 風(fēng)選機(jī)和風(fēng)選機(jī)出料。 茶葉篩分生產(chǎn)線的流程如圖 21 所示。 圖 21 茶葉篩分生產(chǎn)線流程圖 毛茶經(jīng)過圓篩機(jī)得到篩面茶、碎茶和末茶，通過平輸機(jī)的傳送將分選出的茶葉通過抖篩機(jī)分成細(xì)毛茶與粗毛茶，經(jīng)過立式輸送機(jī)的輸送，再通過風(fēng)選機(jī)分級，得到篩面茶或碎茶的正身茶、副茶和片茶。 圓篩機(jī) 平輸機(jī) 抖篩機(jī) 立式輸送機(jī) 風(fēng)選機(jī) 出料 斜輸機(jī) 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 圓篩機(jī) 圓篩機(jī)簡介 作用：平面圓篩機(jī)用于分篩、撩篩和撈篩等作業(yè)，作用是分別條形茶長短、圓形茶大小。 工作原理：平面圓篩機(jī)工作時(shí)篩床做質(zhì)點(diǎn)軌跡為圓的平動運(yùn)動，茶葉在篩面上受到適度大小離心慣性力等力的作用，平伏于篩面上作滑動或滾動運(yùn)動。設(shè)篩網(wǎng)網(wǎng)目邊長為 a，對于條形茶來說，則長度大于 2√ 2 a 的茶葉始終受到兩點(diǎn)以上支承，不易穿過篩網(wǎng)而成為篩上茶；相反，茶葉長度小于 2√ 2 a 的茶葉在運(yùn)動過程中，很容易失去平衡，穿過篩網(wǎng)成為篩下茶。對于圓形茶來說，則粒徑大于 a 的茶葉不易通過篩網(wǎng)而成為篩 上茶；相反，粒徑小于 a 的茶葉易通過篩網(wǎng)成為篩下茶。從而達(dá)到分別茶葉長短和大小的目的。 如圖 22 所示為圓篩機(jī) 圖 22 圓篩機(jī) 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 抖篩機(jī) 抖篩機(jī)簡介 原理：工作時(shí)，篩面作高頻率的振動，茶葉因篩面振動而產(chǎn)生的慣性力作用運(yùn)動，由于該力是沿篩床長度方向高頻率改變方向，使茶葉與茶葉、茶葉與篩面發(fā)生碰撞，迫使茶葉直立起來，因而采用網(wǎng)目不同的篩面就可篩取粒級不同的茶葉。 作用：對于條形茶來說，其可以分別茶葉的粗細(xì)。對于圓形茶來說，由于其中 的長條形茶的直徑通常比圓形茶小，故抖篩機(jī)可分別圓形茶長圓。此外，抖篩機(jī)還可用于花茶窨制中的提花作業(yè)，因?yàn)榛ㄔ闹睆奖炔枞~直徑大。 工藝性能：使條形茶分別粗細(xì)，圓形茶分別長圓，并套去茶頭，抽去筋梗，使茶坯粗細(xì)和凈度符合工藝要求。 如圖 23 所示為抖篩機(jī) 圖 23 抖篩機(jī) 風(fēng)選機(jī) 風(fēng)選機(jī)簡介 風(fēng)選制粉機(jī)主要由主機(jī)、風(fēng)機(jī)、分離器、集粉器、除塵器等部分組成，主機(jī)內(nèi)部分為粉碎室、塞檔室、風(fēng)機(jī)室三部分。機(jī)器工作時(shí)，物料由進(jìn)料口投入粉碎室后，經(jīng)固定在主軸上的刀片和機(jī)殼的襯板間的沖擊和高氣注的剪切進(jìn)行粉 碎，粉碎后的物料經(jīng)塞檔室分級進(jìn)入風(fēng)機(jī)室，由風(fēng)輪的吹送以及風(fēng)機(jī)的引力使物料進(jìn)入分離器，經(jīng)分離器再次分級處理，粗料由回料咀返回粉碎室進(jìn)行再次粉碎，成品料由引風(fēng)機(jī)引出進(jìn)入集粉器裝袋包裝，余風(fēng)由除塵散風(fēng)裝置排出。 如圖 24 為風(fēng)選機(jī)的工作流程 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 圖 24 風(fēng)選機(jī) 輸送機(jī) 本次設(shè)計(jì)使用的 3 輸送機(jī)有立式輸送機(jī)、平輸機(jī)和斜輸機(jī)， 其 作用 為 輸送物料。 圖 2 2 27 分別為立式輸送機(jī)、平輸機(jī)和斜輸機(jī)。 圖 25 立式輸送機(jī) 圖 26 平輸機(jī) 圖 27 斜輸機(jī) 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 第 3 章 茶葉篩分生產(chǎn)線控制 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 利用 OMRON 公司生產(chǎn)的可編程控制器 CP1H、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、交流變頻器、步進(jìn)電機(jī)、氣缸控制實(shí)現(xiàn)茶葉篩分生產(chǎn)線控制。 茶葉篩分自動控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)的總體框架如圖 31 所示： 圖 31 茶葉篩分自動控制系統(tǒng)總體框架 系統(tǒng)總體框架中的 PLC 用來協(xié)調(diào)各個(gè)單元，模擬量輸入輸出來控制變頻器來控制圓篩機(jī)、抖篩機(jī)、風(fēng)選機(jī)， PLC 設(shè)置 I/O 利用氣缸控制來控制風(fēng)選機(jī)出料， PLC 與步進(jìn)驅(qū)動器連接控制步進(jìn)電動機(jī)實(shí)現(xiàn)風(fēng)選機(jī)擋板的轉(zhuǎn)動。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 器簡介 變頻調(diào)速是通過改變電動機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。變頻器是把公頻電源（ 50Hz 或 60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的的變速運(yùn)行的設(shè)備。 其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電路再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的 CPU 以及一些相應(yīng)的電路。 變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類 ，可以分為 PAM 控制變頻器、 PWM控制變頻器和高在 PWM 控制變頻；按照工作原理分類，可以分為 V/F 控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。 以 3G3MV 系列變頻器為例介紹 PLC 對變頻器輸出頻率的控制方法。3G3MV 系列變頻器是一種操作簡便的變頻器。它采用獨(dú)特的電壓矢量控制，實(shí)現(xiàn)了高精度，高力矩，并設(shè)置了串行通信口，其外形如圖 32 所示，各部分的名稱與功能如圖 33 所示。接線時(shí)應(yīng)注意： R、 S、 T 為輸入， U， V， W，為輸出，控制回路接線要與主回路接線及其他的動力線、電力線分離。多功能端子為無源端子，不要接入電源。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 圖 32 3G3MV 系列變頻器外形圖 圖 33 3G3MV 系列變頻器各部分的名稱與功能 交流電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)為 n=60f（ 1s） /p 式中， n 為異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速； f 為異步電動機(jī)的頻率； s 為電動機(jī)轉(zhuǎn)差率；p 為電動機(jī)極對數(shù)。從公式中看出，轉(zhuǎn)速 n 與頻率 f 成正比，只要改變頻率 f即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率 f 在 050Hz 的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器 就是通過改變電動機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速設(shè)備。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 變頻器對電動機(jī)進(jìn)行控制是根據(jù)電動機(jī)的特性參數(shù)及電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)要求，對供給
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