石墨负极材料生产自动化解决方案

随着新能源行业的蓬勃发展,石墨导电性能显著地优于其它非金属材料,是目前应用最广泛的锂离子电池负极材料。我国的锂离子电池产业近些年来发展迅速。近年因消费类电子产品技术不断革新,对锂离子电池续航能力的要求急剧提高,而在电动汽车领域锂离子电池市场也将进入飞速发展的阶段。本着节能、环保、让地球更美好的责任感,致力于研究石墨负极材料生产的自动化解决方案,力争助力清洁能源的发展。专业从事石墨负极材料生产线自动化控制系统集成,行业业绩有:中平瀚博、开封易成新能源等。

一、平煤集团易成新能源项目简介

易成新能源石墨负极材料生产DCS控制系统,总计一万两千点左右。操作员站12台,工程师站4台,DCS控制柜30套。用到的仪表包括称重系统、微差压测量、电流变送器、温度传感器等。石墨生产的工艺流程可分为:研磨、磨粉、颗粒大小分离、混料。现有研磨生产线四条,磨粉生产线四条、混料机四组,日均产能可达25T。如此庞大的生产线,生产时面临诸多挑战,例如:生产设备数量多、种类多,工艺流程复杂,关联动作繁多,反应动作不及时,参数指标控制严格,因为石墨导电特性给给数据通讯带来的抗干扰问题等。

二、自动化控制解决方案

1、系统配置方案系统主要采用层网络结构,分别为管理网络、控制层网络、现场总线网络。

1.1、管理网络实现不同单元装置或生产车间之间的协调控制、数据通讯,方便企业管理数据通讯,实现对大型工业过程各子系统间的协调控制与调度管理。

1.2、控制层网络连接操作站与现场的控制站,实现操作站与控制站的数据交互传递,保持数据一致性。操作站与控制站用光纤通讯连接,增加数据传输速率与质量。

1.3、现场总线网络是通过MODBUS485通讯和I/O信号传输,实现主控站和现场仪表、变频器之间,以及控制站内部I/O模件与现场动力柜之间的信号传递。通讯系统负担着传递过程变量、控制命令、组态信息等任务。

2、系统控制方案

2.1、研磨自循环与自动上料系统一条研磨生产线由至少20组研磨机组成,每组研磨机中包含多个控制电机和传感器。通过对传感器和电机运行电流的监控,实现各电机阀门之间的联动,应用精准的联动控制,实现研磨机的自循环生产。自动上料系统同时保证20组研磨机同时生产,大大提高生产效率。

2.2、磨粉一键顺停、顺起和故障停机系统一天磨粉线会同时控制上百个电机的启停,控制方式为顺序启动、顺序停止、故障顺序停机。通过电流监控上产状态,通过实时调节各个变频器电机频率,以严格管控磨粉颗粒大小,通过以上控制方式实现自动化生产,保证磨粉质量,提高生产效率,并大大节省人力。

2.3、颗粒分离收集系统和混料系统通过调节外分级电机频率,把磨粉出来的料分成由粗到细的三个等级,再按照客户要求按照严格的比例控制,对一、二、三级料进行混合处理,经检测合格后进行包装。石墨生产的控制工艺中,保证颗粒的大小是最重要指标。通过青岛华凌科技有限公司提供的专业自动化控制方案,对整个系统中多达1000余台电机的启停和频率控制,对大量的电机电流、压力、温度信号以及研磨时间进行实时监控和联锁控制,实现了石墨负极材料的全自动化生产,提高生产效率,保证生产质量。为新能源科技的发展提供源源不断的动力。

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