专利名称：一种带智能监测系统的锂电池生产线控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及锂电池生产线领域，具体涉及一种带智能监测系统的锂电池生产线控制装置。
背景技术：
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用对环境要求非常高。随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求，锂电池随之进入了大规模的实用阶段。目前锂电池大量应用于通讯工具、数码家电、储能电源系统以及交通工具等诸多方面。随着锂离子电池以其特有的性能优势及普遍应用，对其生产要求也越来越高。现代锂电池生产线的主要流程有以下几个部分组成混料-涂布-辊压-分切-卷绕/叠片-装配-注液-化成-分容，其生产过程分为以下四个阶段冶炼、半成品、热处理、合金粗碎和包装。一般锂电池的各个生产环节由工人的操作完成，各个工种之间由生产组长统筹安排，锂电池质量受人为因素干扰影响较大，产生的劣次品率较大，另一方面，锂电池芯过充电压高于一定电压后,会开始产生副作用，过充电压愈高,危险性也跟着愈高，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半，此时储存格常会垮掉，让电池容量产生永久性的下降，如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面，这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶，这些锂金属结晶会穿过隔膜纸，使正负极短路，有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，氧气与堆积在负极表面的锂原子发生反应，进而爆炸。
实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动化水平高、安全可靠的带智能监测系统的锂电池生产线控制装置。本实用新型解决上述技术问题的技术方案是一种带智能监测系统的锂电池生产线空，其包括信号采集模块、信号调理电路、滤波电路、可编辑逻辑控制器PLC、IXD显示屏、键盘、警示灯以及调节装置，所述信号采集电路、信号调理电路、滤波电路、可编辑逻辑控制器PLC依次串接，信号采集电路把采集到的信号送到信号调理电路进行调理，调理过的信号经滤波电路滤波后送到可编辑逻辑控制器PLC，可编辑逻辑控制器PLC分别与LCD显示屏、键盘、警示灯以及调节装置相连。上述信号采集模块包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、压力传感器。上述滤波电路包括一个二阶低通滤波器。上述一种带智能监测系统的锂电池生产线控制装置还包括数据储存/打印模块。本实用新型的有益效果在于[0010]1、本实用新型在工作过程中通过传感器对各个生产环节过程进行全程监测及跟踪控制，通过PLC可以进行比较并发出相应报警信号，同时控制调节装置对其进行相应调节。2.本实用新型与PC机连接并配有打印/储存接口，可以保存或打印出状态值。3、本实用新型以可编辑逻辑控制器PLC为核心控制，具有信号检测与反馈功能，提高了生产线的自动化水平，其可靠性及抗干扰能力都能得到保证。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。参见图1，本实用新型包括信号采集模块、信号调理电路、滤波电路、可编辑逻辑控制器PLC、IXD显示屏、键盘、警示灯、数据储存/打印模块以及调节装置，所述信号采集电路、信号调理电路、滤波电路、可编辑逻辑控制器PLC依次串接，可编辑逻辑控制器PLC分别与IXD显示屏、键盘、警示灯、数据储存/打印模块以及调节装置相连，可编程逻辑控制器PLC对从滤波电路接收到的信号进行辨识、分析和处理，得到的结果通过调节装置对生产线相应环节进行调节，控制警示灯显示当前的生产状态，同时将实时的控制的状态通过LCD显示屏显示。。锂电池生产各个阶段的检测信号主要有以下几个方面冶炼过程中对其成份和杂质含量检测信号；半成品加工过程中对合金组织结构和杂质信号检测、化学成分合金化学成份应与设计成份相比较信号、电化学容量的检测信号；热处理过程中，对该过程氧气与氩气的检测信号、热处理的温度检测信号、加工平台的压力检测信号；合金粗碎、制粉和包装全过程中氩气的检测信号、合金粉的成份和杂质含量检测信号、合金的电化学容量及充放电特性检测信号。信号采集电路由多个传感器组成，包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、压力传感器等，传感器出来的信号在设备工作过程中到的来自外部环境、调节设备本身因素干扰较多，干扰信号的滤除对于准确测量温度、湿度和气体成分有重要意义。信号采集电路把采集到的信号送到信号调理电路进行调理，在信号进入可编程逻辑控制器PLC之前，首先应对其进行滤波，在滤波电路中，采用一个二阶低通滤波器，该滤波器能较好地滤除干扰信号，信号调理电路发出的信号经滤波电路滤波后送到可编辑逻辑控制器PLC中。可编程逻辑控制器PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为(I)电源；(2)中央处理单元(CPU) ；(3)存储器；(4)输入输出接口电路；(5)功能模块；(6)通信模块；同时，可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点(1)使用方便，编程简单(2)功能强，性能价格比高；(3)硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；(4)可靠性高，抗干扰能力强；(5)系统的设计、安装、调试工作PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少；(6)维修工作量小，维修方便，故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。可编辑逻辑控制器PLC参数的设置主要通过键盘实现，包括开机、停机、上翻、下翻、菜单键、确认键、数字上调键、数字下调键、复位键、系统锁定键共十个按键，各项参数设置需要在控制器通电之后，系统运行之前完成。控制器通电后，用户可按菜单键进入参数设置主菜单，设置好各个参数后，按确定键，控制器按照所设参数运行，否则控制器按上次所设参数进行运行。本实用新型采用三个警示灯，可以显示正常工作、系统加载、系统警告三种状态。当出现以下情况时，系统立即警告(a)成份和杂质含量检测超过设定值；(b)合金组织结构和杂质超过设定值(c)化学成分合金化学成份应与设计成份信号相比较超过设定值(d)电化学容量的检测超过设定值；(e)氧气与氩气的检测信号超过设定值(f)热处理的温度检测信号超过设定值(g)加工平台的压力检测信号超过设定值(h)合金粗碎、制粉和包装全过程中氩气的检测信号超过设定值(i)合金粉的成份和杂质含量检测信号超过设定值(j)合金的电化学容量及充放电特性检测信号超过设定值(k)超过保养期限。对于产品加工质量的优劣最终通过相应测控装置对锂电池进行电压检测锂电池正、负极间的供电电压经电压检测器件检测后，送入到PLC内与预置的锂原电池电压进行比较，再由PLC对其进行判断锂电池是否合格，同时将结果传输到控制室内。系统运行后，PLC首先对各路由传感器输入的信号进行分析，传感器输出值超出设定范围或没有输出信息，则系统指示灯进行报警且不能开机运行，同时在LCD显示屏上显示出错的具体信息，此时须按复位键复位后重新运行。PLC在运行过程中，实时地对各路温度、压力等信号进行巡回检测，如果检测到信号超过报警设置值，系统指示灯报警。同样，如果保养信息超报警设置，控制器也必须报警并显示具体信息。每次报警后，若要继续运行该系统装置，必须按复位键复位后重新运行。在运行过程中，如果出现紧急停止的情况时，PLC需及时对各个控制设备断电，出现跳机后，要想继续运行该系统装置，须按复位键复位后重新运行。本装置需设置四种工作模式即正常工作模式、维修保养模式、信息预置模式、后台管理模式。本装置通过传感器检测锂电池生产过程中原材料检验、配料检验、半成品检验、真空或充氮气包装检验及成品检验过程，并将实时监测、检验的结果传递到控制室中，操作员可以通过反馈的信息对生产过程进行指导，同时管理者也能根据产品的各项数据，对生产进行全面指导与改进。本实用新型由传感器实时监测锂电池生产线各个生产环节的情况，将检测的信号经过调理、滤波后输入到可编辑逻辑控制器PLC中，PLC将模拟信号转换为数字信号，并针对数字信号进行辨识、分析和处理，得到的结果通过调节装置对生产线相应环节进行调节，控制警示灯显示当前的生产状态，同时将实时的控制的状态通过LCD显示屏显示；PLC通过以太网与PC网络通信接口相连接，对相关结果进行保存/打印并建立数据库对其进行储存。由此使得锂电池生产线具有一定的自动调节水平，提高了锂电池生产的自动化水平和安全性，减少锂电池生产的次品率，同时节省了人工劳动、降低了资源消耗。
权利要求1.一种带智能监测系统的锂电池生产线控制装置，其特征在于包括信号采集模块、信号调理电路、滤波电路、可编辑逻辑控制器PLC、IXD显示屏、键盘、警示灯以及调节装置，所述信号采集电路、信号调理电路、滤波电路、可编辑逻辑控制器PLC依次串接，信号采集电路把采集到的信号送到信号调理电路进行调理，调理过的信号经滤波电路滤波后送到可编辑逻辑控制器PLC，可编辑逻辑控制器PLC分别与IXD显示屏、键盘、警示灯以及调节装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种带智能监测系统的锂电池生产线控制装置，其特征在于所述信号采集模块包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种带智能监测系统的锂电池生产线控制装置，其特征在于所述滤波电路包括一个二阶低通滤波器。
4.根据权利要求1所述的一种带智能监测系统的锂电池生产线控制装置，其特征在于还包括数据储存/打印模块。
专利摘要本实用新型涉及一种带智能监测系统的锂电池生产线控制装置，其包括信号采集模块、信号调理电路、滤波电路、可编辑逻辑控制器PLC、LCD显示屏、键盘、警示灯以及调节装置，所述信号采集电路、信号调理电路、滤波电路、可编辑逻辑控制器PLC依次串接，可编辑逻辑控制器PLC分别与LCD显示屏、键盘、警示灯以及调节装置相连。本实用新型由传感器实时监测锂电池生产线各个生产环节的情况，将检测的信号输入到智能检测系统中，通过系统辨识、分析后对各个调节装置进行相应控制，由此使得锂电池生产线具有一定的自动调节水平，提高了锂电池生产的自动化水平和安全性，减少了锂电池生产的次品率，同时节省了人工劳动、降低了资源消耗。
文档编号G05B19/05GK202870560SQ20122061253
公开日2013年4月10日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者周放 申请人:湖南四菱工控技术有限公司