CN102354176A

CN102354176A - 茶叶分选生产线集散控制系统

Info

Publication number: CN102354176A
Application number: CN2011102180611A
Authority: CN
Inventors: 赵章风; 钟江; 王祥华; 徐建明; 张宪; 乔欣; 王扬渝
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2012-02-15

Abstract

一种茶叶分选生产线集散控制系统，所述集散控制系统包括集中控制层和现场控制层，控制中心是用于对各个子生产线的协调控制、决策，显示各设备状态和生产过程的控制计算机，视频监控系统包括一台视频服务器、多台360度球机和一个操作云台，多台360度球机分别与视频服务器和操作云台连接，视频服务器与控制中心以通信的方式进行连接；现场控制层包括现场控制器，子生产系统的各个操作按钮、状态传感器、流量传感器和计量装置均与现场控制器连接，多台现场控制器与控制中心以通信总线的方式进行连接。本发明有效实现全程机械化、标准化、自动化、连续化、清洁化和规模化生产、提升生产效率。

Description

茶叶分选生产线集散控制系统

技术领域

本发明属于茶叶加工设备及控制技术领域，尤其是涉及茶叶分选生产线集散控制系统。

背景技术

某些茶叶的制备过程中，有筛分、风选的精制工序，例如普洱茶、乌龙茶、大宗绿茶、红茶等。茶叶的筛分、风选工序是指利用圆筛机、抖筛机、风选机等设备对初制后的毛茶按形状、重量、体积等进行分选，同时，去除毛茶中的灰尘、毛发、铁屑等异物，为后期工序制备。

目前，用于筛分、风选工序的一些设备，例如圆筛机、抖筛机、风选机等大都是手动或半自动设备，整个筛分、风选工序的各个工步也是独立的，各设备间物料输送仍然依靠人工来实现，无法实现全程机械化、标准化、自动化、连续化、清洁化和规模化的茶叶生产，生产环境差，工人的劳动强度大，生产效率低，茶叶的卫生标准也难以控制。

发明内容

为了克服已有茶叶加工设备的无法实现全程机械化、标准化、自动化、连续化、清洁化和规模化生产、生产效率低的不足，本发明提供一种有效实现全程机械化、标准化、自动化、连续化、清洁化和规模化生产、提升生产效率的茶叶分选生产线集散控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种茶叶分选生产线集散控制系统，所述集散控制系统包括集中控制层和现场控制层，所述集中控制层包括控制中心和视频监控系统，所述控制中心是用于对各个子生产线的协调控制、决策，显示各设备状态和生产过程的控制计算机，视频监控系统包括一台视频服务器、多台360度球机和一个操作云台，所述多台360度球机分别与所述视频服务器和操作云台连接，所述视频服务器与控制中心以通信的方式进行连接，当控制中心发现有设备报警或故障时，将发指令驱动球机旋转并定位到报警或故障点，实现视频报警与故障定位；所述现场控制层包括现场控制器，子生产系统的各个操作按钮、状态传感器、流量传感器和计量装置均与现场控制器连接，多台现场控制器与控制中心以通信总线的方式进行连接。

进一步，所述集中控制层还包括短信报警模块，所述短信报警模块与控制中心以通信的方式连接，当控制中心发现有设备报警或故障时，将向事先设定好的手机发送短信报警，并通过手机查询系统的当前状态。

再进一步，所述集中控制层还包括用于输出报表的打印机，所述打印机与控制中心相连接。

更进一步，所述现场控制层还包括操作触摸屏等，现场控制器与操作触摸屏以通信的方式进行连接。

所述控制中心还包括子生产线的扩展接口与功能扩展接口。

本发明的有益效果主要表现在：1、对茶叶分选生产线实现了集散控制(分开控制、集中管理，统一协调)，实现了茶叶分选的机械化、标准化、自动化、连续化、清洁化和规模化生产；2、系统中有视频监控、故障报警与视频定位、短信报警等功能，提高了系统的信息化功能与可靠性；3、实现了茶叶分选系统的自动流量控制功能，防止茶叶生产过程中堵塞，提高了生产效率；4、实现了茶叶分选系统中的自动计量与分级功能，并实现了自动统计、生产记录查询功能；5、生产线中的主要设备(圆筛、抖筛、输送)的速度将根据流量自动调整，实现了节能。

附图说明

图1为茶叶分选生产线集散控制系统结构图；

图2为茶叶分选生产线集散控制系统通信图；

图3为茶叶分选生产线子生产线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图3，一种茶叶分选生产线集散控制系统，所述集散控制系统包括集中控制层和现场控制层，所述集中控制层包括控制中心和视频监控系统，所述控制中心是用于对各个子生产线的协调控制、决策，显示各设备状态和生产过程的控制计算机，视频监控系统包括一台视频服务器、多台360度球机和一个操作云台，所述多台360度球机分别与所述视频服务器和操作云台连接，所述视频服务器与控制中心以通信的方式进行连接，当控制中心发现有设备报警或故障时，将发指令驱动球机旋转并定位到报警或故障点，实现视频报警与故障定位；所述现场控制层包括现场控制器，子生产系统的各个操作按钮、状态传感器、流量传感器和计量装置均与现场控制器连接，多台现场控制器与控制中心以通信总线的方式进行连接。

所述集中控制层还包括短信报警模块，所述短信报警模块与控制中心以通信的方式连接，当控制中心发现有设备报警或故障时，将向事先设定好的手机发送短信报警，并通过手机查询系统的当前状态。所述集中控制层还包括用于输出报表的打印机，所述打印机与控制中心相连接。

所述现场控制层还包括操作触摸屏等，现场控制器与操作触摸屏以通信的方式进行连接。所述控制中心还包括子生产线的扩展接口与功能扩展接口。

本实施例对应的茶叶分选生产线，对茶叶筛分风选工序中的圆筛机进行技术改造，实现了自动刮筛功能，便于组成自动化生产线；

利用现有传送设备(平输机、立输机)，作为各工步之间的物料自动传送；

利用电磁振动喂料器、电磁振动喂料传送带进行自动喂料(其中在毛茶电磁振动传送带上增加了静电去毛发、磁铁去铁屑等装置)；

对生产线中的圆筛机、抖筛机、风选机、平输机、立输的驱动电机进行改造，利用变频器进行驱动，并可根据生产线的需要进行自动调速；

在风选机风口挡板处加装角度调整装置，实现风口大小的在线调整，以适应不同茶叶工艺的要求；

在生产线的关键部位添加流量检测装置(流量称或光电传感器)，用于检测生产线中茶叶的流量，便于对生产线实现流量检测与控制，达到流量的自动平衡控制目的；

在工序的未端(风选机出口)增加计量装置，并与集散控制系统连接，实现自动分类计量与统计；

如图1所示，茶叶分选生产线集散控制系统由集中控制层和现场控制层组成。集中控制层由控制中心、视频监控系统、短信报警模块、打印机组成，其中，控制中心是一台工业控制计算机，上面运行工业组态软件开发的集散控制系统软件，实现对各个子生产线(PLC)的统一协调控制、决策，显示各设备状态和生产过程等等，并具备简单的管理功能，如统计、报表、历史记录功能等；视频监控系统包括一台视频服务器(计算机)、多台360度球机(带网络接口)和一个操作云台，用于实现对车间内工作环境、工作的监控，并且与控制中心以通信的方式进行连接，当控制中心发现有设备报警或故障时，将发指令驱动球机旋转并定位到报警或故障点，实现视频报警与故障定位；短信报警模块与控制中心以通信的方式连接，当控制中心发现有设备报警或故障时，将向事先设定好的手机发送短信报警，另外，还可以通过手机查询系统的当前状态；打印机与控制中心相连接，用于输出报表等。现场控制层主要由现场控制器、操作触摸屏等组成，实现对现场的一些过程控制。现场控制器与操作触摸屏以通信的方式进行连接，另外，现场的其他操作按钮、状态传感器、流量传感器、计量装置等也与现场控制器以相应的方式进行连接，完成指令的输入、状态采集、流量采集、计量等功能。多台现场控制器与控制中心以通信总线的方式进行连接，以进行控制数据、状态信息的传送。另外，系统预留了子生产线的扩展接口与功能扩展接口(可加入通信总线)。在控制中心与现场控制器通信失败的情况下，各现场控制器仍能独立工作，以保证生产线的连续生产。

参见图2，一种茶叶分选生产线集散控制系统的通信连接及实现。其中，视频服务器通过HUB与多台带网络接口的球机，以Ethernet形式进行通信与组网；在视频服务器运行有视频监控软件，可对生产车间的设备、人员等实现视频监控；同时，多台球机和操作云台以RS485总线的方式连接至主控计算机(运行有集散控制系统软件)，当控制中心发现故障或报警时，通过此通信线路驱动球机定位到相关设备或报警点(相关设备或报警点事先预置好)；主控计算机与短信报警模块通过RS232方式进行连接，当控制中心发现故障或报警时，通过短信报警模块向预置的手机号码发送报警短信；主控计算机与现场控制器PLC之间以RS422总线的方式进行通信，以传送设备状态、控制指令等信息；各PLC与对应的操作触摸屏之间以RS485方式进行通信，接受输入指令，显示状态、参数等。

上述通信连接及实现并非唯一实现方式，系统各控制器、子单元间也可以以其他方式进行通信，例如，PLC与操作触摸屏之间以RS422方式进行通信，主控计算机与PLC之间以Ethernet方式进行通信等等，一般依赖于系统间的通信流量、成本等因素。

参见图3，一种茶叶分选生产线子生产线的结构。子生产线的来料或入口为毛茶或其他工序的出口料，通过电磁振动喂料或输送带送往圆筛机，在此之前，进行流量检测并传送至现场控制器PLC，PLC将根据流量的大小自动调整圆筛机的工作频率(速度)，圆筛机通过变频器+电机进行驱动，圆筛机的工作频率通过变频器→AD转换模块→PLC，同时，PLC通过DA转换模块→变频器来调整圆筛机的工作频率；圆筛机筛分后有3个出口(以出口2为例，其他出口分别连接不同的下个工序)，出口2进行流量检测，并通过平输、立输，将茶叶输送至抖筛机，其中平输、立输、抖筛机也可以根据流量自动调速(与圆筛机类似)，抖筛机有3个出口(以出口2为例，其他出口分别连接不同的下个工序)，出口2进行流量检测，并通过立输、电磁喂料器，将茶叶输送至风选机，其中立输的工作速度、喂料器的振动频率、风选的风压将根据流量、工艺进行自动调整，在风选机的3个出口分别放置有动态计量装置，通过AD模块将各号茶的重量实时送到PLC，再由PLC传送到主控计算机。多条子生产同时工作时，主控计算机除显示整个系统各设备的工作状态，还将根据工艺、各子生产线之间的流量等信息，自动调整各子生产线的工作速率，实现全系统的协调工作。

Claims

1.一种茶叶分选生产线集散控制系统，其特征在于：所述集散控制系统包括集中控制层和现场控制层，所述集中控制层包括控制中心和视频监控系统，所述控制中心是用于对各个子生产线的协调控制、决策，显示各设备状态和生产过程的控制计算机，视频监控系统包括一台视频服务器、多台360度球机和一个操作云台，所述多台360度球机分别与所述视频服务器和操作云台连接，所述视频服务器与控制中心以通信的方式进行连接，当控制中心发现有设备报警或故障时，将发指令驱动球机旋转并定位到报警或故障点，实现视频报警与故障定位；所述现场控制层包括现场控制器，子生产系统的各个操作按钮、状态传感器、流量传感器和计量装置均与现场控制器连接，多台现场控制器与控制中心以通信总线的方式进行连接。

2.如权利要求1所述的茶叶分选生产线集散控制系统，其特征在于：所述集中控制层还包括短信报警模块，所述短信报警模块与控制中心以通信的方式连接，当控制中心发现有设备报警或故障时，将向事先设定好的手机发送短信报警，并通过手机查询系统的当前状态。

3.如权利要求1或2所述的茶叶分选生产线集散控制系统，其特征在于：所述集中控制层还包括用于输出报表的打印机，所述打印机与控制中心相连接。

4.如权利要求1或2所述的茶叶分选生产线集散控制系统，其特征在于：所述现场控制层还包括操作触摸屏等，现场控制器与操作触摸屏以通信的方式进行连接。

5.如权利要求1或2所述的茶叶分选生产线集散控制系统，其特征在于：所述控制中心还包括子生产线的扩展接口与功能扩展接口。