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石墨負(fù)極材料生產(chǎn)自動(dòng)化解決方案

隨著新能源行業(yè)的蓬勃發(fā)展，石墨導(dǎo)電性能顯著地優(yōu)于其它非金屬材料，是目前應(yīng)用最廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料。我國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)近些年來(lái)發(fā)展迅速。近年因消費(fèi)類電子產(chǎn)品技術(shù)不斷革新，對(duì)鋰離子電池續(xù)航能力的要求急劇提高，而在電動(dòng)汽車領(lǐng)域鋰離子電池市場(chǎng)也將進(jìn)入飛速發(fā)展的階段。青島華凌科技本著節(jié)能、環(huán)保、讓地球更美好的責(zé)任感，致力于研究石墨負(fù)極材料生產(chǎn)的自動(dòng)化解決方案，力爭(zhēng)助力清潔能源的發(fā)展。專業(yè)從事石墨負(fù)極材料生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成，行業(yè)業(yè)績(jī)有：中平瀚博、開(kāi)封易成新能源等。

一、平煤集團(tuán)易成新能源項(xiàng)目簡(jiǎn)介

易成新能源石墨負(fù)極材料生產(chǎn)DCS控制系統(tǒng)，總計(jì)一萬(wàn)兩千點(diǎn)左右。操作員站12臺(tái)，工程師站4臺(tái)，DCS控制柜30套。

用到的儀表包括稱重系統(tǒng)、微差壓測(cè)量、電流變送器、溫度傳感器等。

石墨生產(chǎn)的工藝流程可分為：研磨、磨粉、顆粒大小分離、混料�，F(xiàn)有研磨生產(chǎn)線四條，磨粉生產(chǎn)線四條、混料機(jī)四組，日均產(chǎn)能可達(dá)25T。如此龐大的生產(chǎn)線，生產(chǎn)時(shí)面臨諸多挑戰(zhàn)，例如：生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量多、種類多，工藝流程復(fù)雜，關(guān)聯(lián)動(dòng)作繁多，反應(yīng)動(dòng)作不及時(shí)，參數(shù)指標(biāo)控制嚴(yán)格，因?yàn)槭珜?dǎo)電特性給給數(shù)據(jù)通訊帶來(lái)的抗干擾問(wèn)題等。

二、自動(dòng)化控制解決方案

1、系統(tǒng)配置方案

系統(tǒng)主要采用層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別為管理網(wǎng)絡(luò)、控制層網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。

1.1、管理網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不同單元裝置或生產(chǎn)車間之間的協(xié)調(diào)控制、數(shù)據(jù)通訊，方便企業(yè)管理數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型工業(yè)過(guò)程各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)控制與調(diào)度管理。

1.2、控制層網(wǎng)絡(luò)連接操作站與現(xiàn)場(chǎng)的控制站，實(shí)現(xiàn)操作站與控制站的數(shù)據(jù)交互傳遞，保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性。操作站與控制站用光纖通訊連接，增加數(shù)據(jù)傳輸速率與質(zhì)量。

1.3、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)MODBUS485通訊和I/O信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)主控站和現(xiàn)場(chǎng)儀表、變頻器之間，以及控制站內(nèi)部I/O模件與現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力柜之間的信號(hào)傳遞。

通訊系統(tǒng)負(fù)擔(dān)著傳遞過(guò)程變量、控制命令、組態(tài)信息等任務(wù)。

2、系統(tǒng)控制方案

2.1研磨自循環(huán)與自動(dòng)上料系統(tǒng)

一條研磨生產(chǎn)線由至少20組研磨機(jī)組成，每組研磨機(jī)中包含多個(gè)控制電機(jī)和傳感器。通過(guò)對(duì)傳感器和電機(jī)運(yùn)行電流的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)各電機(jī)閥門(mén)之間的聯(lián)動(dòng)，應(yīng)用精準(zhǔn)的聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)研磨機(jī)的自循環(huán)生產(chǎn)。自動(dòng)上料系統(tǒng)同時(shí)保證20組研磨機(jī)同時(shí)生產(chǎn)，大大提高生產(chǎn)效率。

2.2、磨粉一鍵順停、順起和故障停機(jī)系統(tǒng)

一天磨粉線會(huì)同時(shí)控制上百個(gè)電機(jī)的啟停，控制方式為順序啟動(dòng)、順序停止、故障順序停機(jī)。通過(guò)電流監(jiān)控上產(chǎn)狀態(tài)，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)各個(gè)變頻器電機(jī)頻率，以嚴(yán)格管控磨粉顆粒大小，通過(guò)以上控制方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，保證磨粉質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，并大大節(jié)省人力。

2.3、顆粒分離收集系統(tǒng)和混料系統(tǒng)

通過(guò)調(diào)節(jié)外分級(jí)電機(jī)頻率，把磨粉出來(lái)的料分成由粗到細(xì)的三個(gè)等級(jí)，再按照客戶要求按照嚴(yán)格的比例控制，對(duì)一、二、三級(jí)料進(jìn)行混合處理，經(jīng)檢測(cè)合格后進(jìn)行包裝。

石墨生產(chǎn)的控制工藝中，保證顆粒的大小是最重要指標(biāo)。通過(guò)青島華凌科技有限公司提供的專業(yè)自動(dòng)化控制方案，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中多達(dá)1000余臺(tái)電機(jī)的啟停和頻率控制，對(duì)大量的電機(jī)電流、壓力、溫度信號(hào)以及研磨時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和聯(lián)鎖控制，實(shí)現(xiàn)了石墨負(fù)極材料的全自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。為新能源科技的發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。