基于PLC的鋰錳扣式電池生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

　　目前國內(nèi)鋰錳電池大部分的生產(chǎn)設(shè)備還停留在手工或半機(jī)械化程度，對于扣式電池來說，這樣的生產(chǎn)效率十分低下，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰錳扣式電池自動(dòng)組裝生產(chǎn)線是非常必要的，也是我國工控自動(dòng)化的一大進(jìn)步。

　　1  鋰錳扣式電池生產(chǎn)線的組成及其功能

　　本鋰錳扣式電池生產(chǎn)線是用于組裝CR2032電池的，根據(jù)鋰錳扣式電池的生產(chǎn)工藝，其主要任務(wù)是：在帶有集流網(wǎng)、負(fù)極片的負(fù)極殼體內(nèi)，依次加入隔膜和飽浸電解液的正極片，并補(bǔ)充正極片中揮發(fā)的電解液，并在保證電解液完全滲透的前提下，加蓋正極殼體并封口。為此生產(chǎn)線主要由剪切隔膜紙工序、注電解液及上正極片工序、正極殼體裝配工序以及封口工序等4個(gè)工序組成。

　　2  PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

　　由于PLC具有控制精度高、操作方便、通用性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，所以采用PLC作為生產(chǎn)線的主控制系統(tǒng)，能滿足生產(chǎn)的需要。

　　根據(jù)鋰錳扣式電池生產(chǎn)線的具體情況，選用了日本Omron公司的可編程控制器和擴(kuò)展模塊作為生產(chǎn)線的核心控制部分；采用PWS系列觸摸屏（臺(tái)達(dá)電子），觸摸屏和PLC之間通過RS2232C進(jìn)行通訊。觸摸屏用于按鍵輸入、參數(shù)設(shè)置、監(jiān)控畫面顯示以及故障原因顯示等功能。鋰錳扣式電池生產(chǎn)線控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　在PLC控制系統(tǒng)中，主要的檢測元件有對射光電開關(guān)、漫反射光電開關(guān)、接近開關(guān)、磁性開關(guān)、壓力傳感器、行程開關(guān)等；執(zhí)行部件主要有電機(jī)、氣缸、振動(dòng)料斗、海霸泵、沖床、聲光報(bào)警器以及狀態(tài)顯示燈等。

　　在這個(gè)系統(tǒng)中，關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)是料斗的控制，它是影響電池表面質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素；各道工序之間的協(xié)調(diào)一致，也是保證生產(chǎn)線正常工作的關(guān)鍵。

圖1 控制系統(tǒng)框圖

　　2.1 振動(dòng)料斗的控制

　　負(fù)極殼、正極片和正極蓋均采用振動(dòng)料斗進(jìn)行自動(dòng)上料。

　　若正極片和正極蓋在料斗中反復(fù)運(yùn)動(dòng)，則會(huì)損壞正極片和將正極蓋劃傷，因此在振動(dòng)料斗的料道上增加了料滿檢測傳感器，一旦料滿則停止振動(dòng)料斗；當(dāng)料道上的料不滿時(shí)，振動(dòng)料斗開始振動(dòng)。振動(dòng)料斗控制框圖如圖2所示。

圖2 振動(dòng)料斗控制框圖