基于PLC控制的茶叶回火烘焙效果试验与研究

【摘要】：一般茶叶快速干燥后,需要经过缓苏、摊凉过程,使茶叶内部和表面之间进行热湿交换和均质化,而后再次缓速干燥,这个过程称为茶叶回火。茶叶回火又称茶叶提香,可方便茶叶长时间存储并提高茶叶品质,但目前关于茶叶回火相关的研究并不多,对于茶叶回火提香的机理还尚不清楚。因此,本文针对茶叶回火过程中温度难以控制,回火后茶叶品质差等问题,设计了基于PLC控制系统的茶叶回火烘焙试验,并做了相关研究。通过查阅大量关于自动控制技术在农业及茶叶领域的相关文献,制定出了具体的研究方案及技术路线,文章主要内容及结论如下:(1)为了验证试验台设计的合理性,经过划分网格、设置边界条件等操作后进行热力学仿真。仿真结果表明:茶叶回火试验台能够为茶叶回火提供较为稳定的风场,能够提供较为均匀的温度场。仿真结果验证了试验台设计的合理性。结合茶叶制作工艺流程,完成了茶叶回火试验台的搭建。(2)设计了茶叶回火控制系统的总体控制方案,根据控制系统的要求完成了控制系统的硬件配置以及电气元器件的选型,对控制系统的I/O地址进行了合理的分配,绘制出电气接线图,完成了控制系统的搭建。(3)设计了控制系统的通讯方式,解决了通讯问题,编写PLC程序与触摸屏程序,实现了茶叶回火控制系统中的软件设计,利用Lab VIEW软件平台建立了数据采集、存储系统,便于试验后的数据分析。(4)按照绿茶生产实际与经验参数并进行了多次试验验证,设定了温度PID调控的起始参数,并对温度PID效果进行了验证,解决了茶叶回火过程中温度难以控制的问题。(5)进行了茶叶回火烘焙效果试验,试验结果表明:茶叶回火合理温度范围为60℃-70℃,合理风速范围为2.21m/s-3.78m/s,PID控制回火温度较为稳定,预设温度与实际温度的误差在±5℃范围内。通过对回火后茶叶的外形、香气、滋味、叶底、色泽进行评价,综合评分达到95.0分,可供茶叶回火烘焙装备设计提供数据参考。