[發明專利]一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統

在審

• 申請號: 202310681907.8
• 申請日: 2023-06-09
• 公開（公告）號: CN116661369A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 張皓;郭笑然
• 申請（專利權）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: 沈陽新科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21117
• 代理人: 鄒琳

一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統，屬于鋰電解生產技術領域，所述系統包括上位機和PLC控制系統，所述PLC控制系統通過硬接線與鋰電解槽上的儀表及閥門信號相連，上位機通過以太網與PLC控制系統相連，用于數據趨勢、報警及流程畫面以及狀態信號的顯示，所述PLC控制系統上設有觸摸屏，用于顯示生產參數及畫面。本發明系統保證了鋰電解生產系統的準確性和可靠性，且每臺PLC可控制多臺鋰電解槽，可實現電解質溫度和液面高度自動檢測，槽內負壓檢測及煙氣量自動調節，同時能夠實現電解槽電流、電壓實時監控及熱平衡自主調節。

技術領域

本發明屬于鋰電解生產技術領域，尤其涉及一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統。

背景技術

現階段鋰電解生產為全過程人工操作，根據生產經驗添加氯化鋰，并判斷鋰電解槽內電解質高度，隨后派現場工人在有保護氣體的操作箱內進行人工出鋰作業。

目前這種方式存在如下弊端：

1、鋰電解槽內信息，如槽電壓，槽電流、槽溫度、電解質液位等無法獲取，不方便生產管理；

2、液態金屬鋰化學性質活躍且溫度較高，電解槽出鋰由現場工人操作存在安全隱患；

3、生產的人工成本偏高。

發明內容

鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統，通過在鋰電解槽生產中引入PLC控制系統，保證了鋰電解生產系統的準確性和可靠性，且每臺PLC可控制多臺鋰電解槽，可實現電解質溫度和液面高度自動檢測。

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種以PLC為控制核心的鋰電解槽控制系統，所述系統包括上位機和PLC控制系統，所述PLC控制系統通過硬接線與鋰電解槽上的儀表及閥門信號相連，上位機通過以太網與PLC控制系統相連，用于數據趨勢、報警及流程畫面以及狀態信號的顯示，所述PLC控制系統上設有觸摸屏，用于顯示生產參數及畫面；

所述PLC控制系統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、集鋰桶液位導通信號L2，定容器液位導通信號L3、抬包液位導通信號L4，以及電解槽溫度、壓力、電流、煙氣流量狀態信息，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、抬包真空閥門開關狀態信息，真空泵運行狀態信息；

所述PLC控制系統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信號CL1、抬包出鋰管道閥門開信號OP2、抬包出鋰管道閥門關信號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。

進一步地，所述PLC控制系統包含電源模塊、CPU模塊、IO模塊，電源模塊為PLC控制系統提供穩定的直流電源，CPU模塊是鋰電解槽控制系統的核心計算單元，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備進行信號交互。

進一步地，所述IO模塊包含數字量輸入DI模塊、數字量輸出DO模塊、模擬量輸入AI模塊及脈沖編碼器模塊。

進一步地，所述系統的控制流程包括在線液位測量：PLC控制系統控制頂部推送裝置內的伺服電機推送測量探頭下探，當觸發回路開關時，PLC控制系統根據測量過程中脈沖控制儀發射的脈沖信號記錄位移，配合完成電解質液面高度L1的計算。

進一步地，所述系統的控制流程還包括出料控制，具體包括如下步驟：

步驟S01，創建初始環境：

PLC控制系統控制打開平衡管道閥門OP4，定容器真空管閥門OP6，其余閥門關閉，PLC控制系統控制開啟真空泵OP3創造真空環境后，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位；