一、概述

中國是茶葉的原產(chǎn)國，中國對茶葉的應用科追溯到四千年前，20世紀80年代以來，我國的茶葉加工技術(shù)快速向著機械化方向發(fā)展，各茶類的制茶機械相繼研制與開發(fā)成功，并逐步應用與生產(chǎn)。到目前為止，我國的大宗茶已有90%實現(xiàn)了機械化加工，名優(yōu)茶也有50%以上的加工實現(xiàn)了機械化。

然而國內(nèi)制茶機械化作業(yè)技術(shù)雖然取得了長足的發(fā)展，但制茶機械的自動化和連續(xù)化成都仍然較低，與食品工業(yè)的機械化相比確存在著較大的差距。工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展大體需要經(jīng)歷五個階段，即機械化階段、初級自動化階段、自動化階段、數(shù)據(jù)化階段、高級自動化階段（無人化），而目前我國的制茶技術(shù)基本還處在第一、二階段，與國外相比差距較大，因此，茶機的自動化改造迫在眉睫。

二、工作原理

茶葉揉捻機的主要機構(gòu)由揉盤與機架、揉桶與加壓裝置、傳動機構(gòu)等組成。揉桶是裝載揉捻葉的容器，它固定于揉桶框架上，由曲臂帶動運轉(zhuǎn)。揉捻機在作業(yè)時揉桶內(nèi)裝滿殺青葉，在電動機和傳動機構(gòu)的帶動下由揉桶、揉桶蓋和揉盤組成的揉捻腔在揉盤上做水平回轉(zhuǎn)揉桶內(nèi)的加工葉由于受到揉桶蓋壓力、揉盤反作用力、棱骨揉搓力及揉桶側(cè)壓力等作用，被逐漸揉捻成條，并使部分葉細胞破碎而茶汁外溢，達到揉捻的目的。

揉捻機自動控制系統(tǒng)包括以下幾部分：

1． 揉桶轉(zhuǎn)速控制：原茶葉揉捻機上有一齒輪減速機構(gòu)，輸出轉(zhuǎn)速為一個固定值，不能調(diào)整。但不同的茶種可能需要不同的轉(zhuǎn)速揉捻，雖然只是些微的變化，也體現(xiàn)茶葉加工的精細程度。自動化改造后，轉(zhuǎn)速的控制可由交流電機變頻調(diào)速技術(shù)來實現(xiàn)

2． 壓力控制：壓力控制是整個控制系統(tǒng)的關鍵所在，利用壓蓋的升降來控制桶內(nèi)茶葉所受的壓力。原系統(tǒng)是通過一個手輪手動控制加壓的，自動化改造后，將手輪轉(zhuǎn)動改為電動機帶動絲桿轉(zhuǎn)動，而電機可有PLC給定指令，變頻控制。

3． 揉捻過程控制：過程控制其實就是時間控制。可以把揉捻加工分為“輕-重-輕”三過程。每一過程的時間數(shù)值，可按揉捻加工工藝靈活掌握確定，加工前把每一過程的時間參數(shù)輸入上位機中，再由PLC根據(jù)輸入的參數(shù)控制電機運轉(zhuǎn)，提供所需速度、壓力。

4． 上、下葉控制：出茶門在揉桶底部正中心，原茶門的開關是手動打開關閉，改造中也可通過電機驅(qū)動實現(xiàn)自動開關控制。

三、系統(tǒng)配置

本系統(tǒng)中，采用6000S系列變頻器，一個變頻控制2個電機，切換不同運行模式，兩者不同時工作，搖臂電機工作在力矩模式，恒力矩控制壓力給定，提供穩(wěn)定的壓力，出茶電機工作在速度模式，作用為開關茶門。

四、系統(tǒng)優(yōu)點

傳統(tǒng)揉捻系統(tǒng)，質(zhì)量管理與品質(zhì)控制僅憑人工經(jīng)驗和常規(guī)審評與理化檢驗來保證，而采用PLC及變頻器組成的揉捻自動控制系統(tǒng)，自動化程度高，操作簡單，節(jié)約人力成本的同時還提高了生產(chǎn)效率，因此值得推廣。