[發(fā)明專利]一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310681907.8
• 申請日: 2023-06-09
• 公開（公告）號: CN116661369A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張皓;郭笑然
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽鋁鎂科技有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 沈陽新科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21117
• 代理人: 鄒琳

1.一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括上位機（1）和PLC控制系統(tǒng)（2），所述PLC控制系統(tǒng)（2）通過硬接線（4）與鋰電解槽（3）上的儀表及閥門信號相連，上位機（1）通過以太網(wǎng)（5）與PLC控制系統(tǒng)（2）相連，用于數(shù)據(jù)趨勢、報警及流程畫面以及狀態(tài)信號的顯示，所述PLC控制系統(tǒng)（2）上設(shè)有觸摸屏（6），用于顯示生產(chǎn)參數(shù)及畫面；

所述PLC控制系統(tǒng)（2）的輸入端采集的信號有電解槽液位信號（L1）、氣包真空度信號（P1）、集鋰桶液位導(dǎo)通信號（L2），定容器液位導(dǎo)通信號（L3）、抬包液位導(dǎo)通信號（L4），以及電解槽溫度、壓力、電流、煙氣流量狀態(tài)信息，定容器出鋰管道閥門、氣壓平衡管道閥門、定容器氬氣閥門、定容器真空閥門、抬包氬氣閥門、抬包真空閥門開關(guān)狀態(tài)信息，真空泵運行狀態(tài)信息；

所述PLC控制系統(tǒng)（2）的輸出控制信號有定容器出鋰管道閥門開信號（OP1）、定容器出鋰管道閥門關(guān)信號（CL1）、抬包出鋰管道閥門開信號（OP2）、抬包出鋰管道閥門關(guān)信號（CL2）、真空泵運行信號（OP3）、真空泵停止信號（CL3）、氣壓平衡管道閥門開信號（OP4）、定容器氬氣閥門開信號（OP5）、定容器真空閥門開信號（OP6）、抬包氬氣閥門開信號（OP7）、抬包真空閥門開信號（OP8）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統(tǒng)，其特征在于：所述PLC控制系統(tǒng)（2）包含電源模塊、CPU模塊、IO模塊，電源模塊為PLC控制系統(tǒng)（2）提供穩(wěn)定的直流電源，CPU模塊是鋰電解槽控制系統(tǒng)的核心計算單元，對IO模塊采集上來的信號進行處理、計算、邏輯判斷，IO?模塊與鋰電解槽上的設(shè)備進行信號交互。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統(tǒng)，其特征在于：所述IO模塊包含數(shù)字量輸入(DI)模塊、數(shù)字量輸出(DO)模塊、模擬量輸入(AI)模塊及脈沖編碼器模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的控制流程包括在線液位測量：PLC控制系統(tǒng)（2）控制頂部推送裝置內(nèi)的伺服電機推送測量探頭下探，當(dāng)觸發(fā)回路開關(guān)時，PLC控制系統(tǒng)（2）根據(jù)測量過程中脈沖控制儀發(fā)射的脈沖信號記錄位移，配合完成電解質(zhì)液面高度（L1）的計算。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的控制流程還包括出料控制，具體包括如下步驟：

步驟S01，創(chuàng)建初始環(huán)境：

PLC控制系統(tǒng)（2）控制打開平衡管道閥門（OP4），定容器真空管閥門（OP6），其余閥門關(guān)閉，PLC控制系統(tǒng)（2）控制開啟真空泵（OP3）創(chuàng)造真空環(huán)境后，停真空泵（CL3），隨后開啟定容器氬氣閥門（OP5）和抬包氬氣閥門（OP7），待真空度（P1）達到大氣壓后，定容器氬氣閥門和抬包氬氣閥門復(fù)位；

步驟S02：PLC控制系統(tǒng)（2）控制關(guān)閉定容器出鋰管道閥門（CL1），氣壓平衡管道閥門、定容器氬氣閥門和定容器真空閥門復(fù)位，當(dāng)集鋰桶金屬液位液位導(dǎo)通開關(guān)觸發(fā)（L2），啟動真空泵（OP3），使氣包內(nèi)內(nèi)形成真空，當(dāng)相對真空度達到某一數(shù)值范圍時，關(guān)閉真空泵（CL3）停止抽真空；

步驟S03：PLC控制系統(tǒng)（2）控制打開定容器真空閥門（OP6），依靠壓差使鋰開始從集鋰桶，通過管道向定容器內(nèi)流動，當(dāng)真空度（P1）接近于某一數(shù)值或者定容器液位導(dǎo)通開關(guān)觸發(fā)（L3），定容器真空閥門復(fù)位；

步驟S04：PLC控制系統(tǒng)（2）控制打開定容器出鋰管道閥門（OP1）和氣壓平衡管道閥門（OP4），依靠重力使金屬鋰，通過管道向抬包內(nèi)溢流，出料完畢，關(guān)閉出鋰管道閥門（CL1），氣壓平衡管道閥門復(fù)位；

重復(fù)步驟S02-S04；

當(dāng)抬包液位導(dǎo)通開關(guān)觸發(fā)（L4），PLC控制系統(tǒng)（2）控制關(guān)閉定容器出鋰管道閥門（CL1），氣壓平衡管道閥門復(fù)位，打開抬包出鋰閥門（OP2），打開抬包氬氣閥門（OP7），抬包出鋰完成，返回步驟S01。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的控制流程還包括監(jiān)視控制：PLC控制系統(tǒng)（2）控制觸摸屏（6）上顯示電解槽工作狀態(tài)，包括槽電流、槽電壓、槽溫度、煙氣流量、金屬鋰液位、氣包真空度信息，以及閥門開關(guān)狀態(tài)，包括定容器出鋰管道閥門、抬包出鋰管道閥門、氣壓平衡管道閥門、定容器氬氣閥門、定容器真空閥門、抬包氬氣閥門、抬包真空閥門開關(guān)狀態(tài)信息。