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石墨負極材料生產自動化解決方案

石墨負極材料生產自動化解決方案


隨著新能源行業的蓬勃發展,石墨導電性能顯著地優于其它非金屬材料,是目前應用最廣泛的鋰離子電池負極材料。我國的鋰離子電池產業近些年來發展迅速。近年因消費類電子產品技術不斷革新,對鋰離子電池續航能力的要求急劇提高,而在電動汽車領域鋰離子電池市場也將進入飛速發展的階段。青島華凌科技本著節能、環保、讓地球更美好的責任感,致力于研究石墨負極材料生產的自動化解決方案,力爭助力清潔能源的發展。專業從事石墨負極材料生產線自動化控制系統集成,行業業績有:中平瀚博、開封易成新能源等。

一、平煤集團易成新能源項目簡介

易成新能源石墨負極材料生產DCS控制系統,總計一萬兩千點左右。操作員站12臺,工程師站4臺,DCS控制柜30套。

用到的儀表包括稱重系統、微差壓測量、電流變送器、溫度傳感器等。

石墨生產的工藝流程可分為:研磨、磨粉、顆粒大小分離、混料。現有研磨生產線四條,磨粉生產線四條、混料機四組,日均產能可達25T。如此龐大的生產線,生產時面臨諸多挑戰,例如:生產設備數量多、種類多,工藝流程復雜,關聯動作繁多,反應動作不及時,參數指標控制嚴格,因為石墨導電特性給給數據通訊帶來的抗干擾問題等。

二、自動化控制解決方案

1、系統配置方案

系統主要采用層網絡結構,分別為管理網絡、控制層網絡、現場總線網絡。

1.1、管理網絡實現不同單元裝置或生產車間之間的協調控制、數據通訊,方便企業管理數據通訊,實現對大型工業過程各子系統間的協調控制與調度管理。

1.2、控制層網絡連接操作站與現場的控制站,實現操作站與控制站的數據交互傳遞,保持數據一致性。操作站與控制站用光纖通訊連接,增加數據傳輸速率與質量。

1.3、現場總線網絡是通過MODBUS485通訊和I/O信號傳輸,實現主控站和現場儀表、變頻器之間,以及控制站內部I/O模件與現場動力柜之間的信號傳遞。

通訊系統負擔著傳遞過程變量、控制命令、組態信息等任務。


2、系統控制方案

2.1研磨自循環與自動上料系統

一條研磨生產線由至少20組研磨機組成,每組研磨機中包含多個控制電機和傳感器。通過對傳感器和電機運行電流的監控,實現各電機閥門之間的聯動,應用精準的聯動控制,實現研磨機的自循環生產。自動上料系統同時保證20組研磨機同時生產,大大提高生產效率。



2.2、磨粉一鍵順停、順起和故障停機系統

一天磨粉線會同時控制上百個電機的啟停,控制方式為順序啟動、順序停止、故障順序停機。通過電流監控上產狀態,通過實時調節各個變頻器電機頻率,以嚴格管控磨粉顆粒大小,通過以上控制方式實現自動化生產,保證磨粉質量,提高生產效率,并大大節省人力。


2.3、顆粒分離收集系統和混料系統

通過調節外分級電機頻率,把磨粉出來的料分成由粗到細的三個等級,再按照客戶要求按照嚴格的比例控制,對一、二、三級料進行混合處理,經檢測合格后進行包裝。

石墨生產的控制工藝中,保證顆粒的大小是最重要指標。通過青島華凌科技有限公司提供的專業自動化控制方案,對整個系統中多達1000余臺電機的啟停和頻率控制,對大量的電機電流、壓力、溫度信號以及研磨時間進行實時監控和聯鎖控制,實現了石墨負極材料的全自動化生產,提高生產效率,保證生產質量。為新能源科技的發展提供源源不斷的動力。


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