[發明專利]基于云平臺BP神經網絡的鋰電池極片軋機厚度控制系統

有效

• 申請號: 202010673815.1
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111822517B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 姜云峰;肖艷軍;于安琪;王媛媛;劉偉玲;周圍
• 申請（專利權）人: 河北工業大學;江蘇科瑞德智控自動化科技有限公司
• 主分類號: B21B37/16
• 分類號: B21B37/16;B21B37/18
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明涉及基于云平臺BP神經網絡的鋰電池極片軋機厚度控制系統，包括遠程監控層、通訊模塊、現場控制層和現場設備層。遠程監控層主要通過通訊模塊實現現場設備和云平臺服務器的互聯，實時收集收放卷位置的張力、輥縫大小、極片厚度等信息，通過對信息的整理和BP神經網絡算法分析得出現在極片厚度控制的偏差，并借此對現場控制層的控制策略進行優化修改，完成鋰電池極片軋機遠程控制和診斷。本發明能提前對鋰鋰電池極片實際加工厚度進行預測并與設定加工厚度進行對比，通過遠層監控層發出修改策略進而對主控參數智能修改，實現了設備閉環反饋控制，使極片厚度加工精度大大提高，改變了現有鋰電池極片軋機厚度控制系統精度不高的問題。

技術領域

本發明涉及鋰電池極片軋機控制系統技術領域，具體涉及一種基于云平臺BP神經網絡的鋰電池極片軋機厚度控制系統。

背景技術

在鋰電池極片軋機控制系統中，多個結構單元涉及到了反饋控制：輥縫調整結構、收放卷部分極片帶糾偏結構和張力控制結構。其中輥縫調整結構用于調整主軋輥輥間縫隙，完成軋制力和極片厚度的調整；收放卷極片帶糾偏結構用于進行極片帶跑偏調整，避免極片跑偏造成塔型卷等現象，影響極片質量；收放卷張力控制系統用于維持收放卷過程中極片張力穩定，保證軋制極片平直，避免極片因延伸不均造成波浪等現象。鋰電池極片的軋制工序可以使基體箔帶與其依附在表面的活性物質更加致密，使電池的壓實密度維持在一定的范圍空間，保持電池的倍率性能，鋰電池極片的厚度精度直接決定了電池的化學性能。為了順應當前智能制造的發展趨勢，針對軋機的控制部分提出新型智能化控制策略，提高軋機運行的可靠性和穩定性及極片軋制速度和精度，這是促進鋰電池極片生產工業化和規模化的必由之路?，F有技術存在以下缺點：

1.傳統鋰電池極片軋機生產中極片厚度受收放卷張力變化、軋制速度、軋制力、輥縫大小等因素影響，實際厚度與設定厚度之間存在很大誤差難以精確控制。

2.傳統軋機設備管理滯后，需要熟練工人根據操作經驗對各部件進行調整，無法對軋機進行智能操作與監控。

3.目前市場上高端液壓伺服厚度自動控制鋰電池極片軋機(AGC軋機)雖然控制效果不錯，但是制造成本昂貴，無法大規模普及應用。

4.現有的控制系統只實現了在線監控功能，沒有建立精確的厚度預測模型，并不能對極片軋機參數進行反向修改，沒有實現設備與云平臺之間的閉環控制。

5.厚度控制系統屬于復雜工業過程，涉及的控制對象，生產技術和工藝流程都很復雜，有些工況只是憑借工程師的經驗所得。依照傳統建模方式存在很多不足，要不就是模型過于簡單，不能反映控制系統的特性；要不就是模型過于繁瑣，實施起來比較困難；要不就是模型和實際相差太大，建立的模型沒有意義；要不就是模型過于單一，不具有代表性。

基于現有的不足，設計一種高精度，智能化的鋰電池極片軋機控制系統很有必要。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種基于云平臺BP神經網絡的鋰電池極片軋機厚度控制系統。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于云平臺BP神經網絡的鋰電池極片軋機厚度控制系統，其特征在于，所述控制系統包括遠程監控層、通訊模塊、現場控制層、現場設備層；所述遠程監控層通過通訊模塊實現現場控制層和云平臺服務器的互聯，云平臺服務器中設置有鋰電池極片軋機專家系統庫和BP神經網絡極片軋機厚度預測模型，使云平臺服務器能夠對軋機的現場控制層進行反向調整；所述現場控制層與現場設備層之間通過RS485相互通訊。

所述通訊模塊的工作流程是：

首先要進行用戶配置、工作引腳初始化、定時器設置，并進行注冊連接回調函數，用來確定通訊模塊已與云平臺服務器進行了連接；