基于PLC的锂锰扣式电池生产线控制系统

　　目前国内锂锰电池大部分的生产设备还停留在手工或半机械化程度，对于扣式电池来说，这样的生产效率十分低下，研制具有自主知识产权的锂锰扣式电池自动组装生产线是非常必要的，也是我国工控自动化的一大进步。

　　1  锂锰扣式电池生产线的组成及其功能

　　本锂锰扣式电池生产线是用于组装CR2032电池的，根据锂锰扣式电池的生产工艺，其主要任务是：在带有集流网、负极片的负极壳体内，依次加入隔膜和饱浸电解液的正极片，并补充正极片中挥发的电解液，并在保证电解液完全渗透的前提下，加盖正极壳体并封口。为此生产线主要由剪切隔膜纸工序、注电解液及上正极片工序、正极壳体装配工序以及封口工序等4个工序组成。

　　2  PLC控制系统的硬件设计

　　由于PLC具有控制精度高、操作方便、通用性好、可靠性高等优点，能适应工业现场的恶劣环境，所以采用PLC作为生产线的主控制系统，能满足生产的需要。

　　根据锂锰扣式电池生产线的具体情况，选用了日本Omron公司的可编程控制器和扩展模块作为生产线的核心控制部分；采用PWS系列触摸屏（台达电子），触摸屏和PLC之间通过RS2232C进行通讯。触摸屏用于按键输入、参数设置、监控画面显示以及故障原因显示等功能。锂锰扣式电池生产线控制系统框图如图1所示。

　　在PLC控制系统中，主要的检测元件有对射光电开关、漫反射光电开关、接近开关、磁性开关、压力传感器、行程开关等；执行部件主要有电机、气缸、振动料斗、海霸泵、冲床、声光报警器以及状态显示灯等。

　　在这个系统中，关键技术环节是料斗的控制，它是影响电池表面质量的一个关键因素；各道工序之间的协调一致，也是保证生产线正常工作的关键。

图1 控制系统框图

　　2.1 振动料斗的控制

　　负极壳、正极片和正极盖均采用振动料斗进行自动上料。

　　若正极片和正极盖在料斗中反复运动，则会损坏正极片和将正极盖划伤，因此在振动料斗的料道上增加了料满检测传感器，一旦料满则停止振动料斗；当料道上的料不满时，振动料斗开始振动。振动料斗控制框图如图2所示。

图2 振动料斗控制框图