食品機械設備網
技術文章
鋰電池材料快速穩定均勻分切的高效系統方案
閱讀：287 發布時間：2021-12-10一、 項目背景
該項目主要為鋰電池行業項目，主要對將上到工序已經鍍完石墨等材料的正極以及負極大卷材料，通過分切將其均勻分切成18650類型寬度材料方便后續制片機進行極耳焊接以及貼膠使用
二、項目要求
1、生產效率：線速度80m/分
2、張力穩定：將大卷正極以及負極進行分切成卷的過程中，由于極片材料的拉伸性要保證其張力穩定，不能出現過松導致糾偏對齊度出現問題或者過緊導片變形甚至斷帶的問題出現。
3、糾偏：在快速運行過程中，大卷分切成小卷，要保證糾偏快速且穩定的及時響應，保證材料對齊度
三、硬件配置
序號 | 產品名稱 | 型號 | 備注 | 數量 |
1 | HMI | IT6070E | 人機界面 | 1 |
2 | PLC | H3U-3232MT | 控制器 | 1 |
3 | AD模塊 | AM600-4AD | 4路AD | 1 |
5 | 伺服電機 | ISMH1-40B30CB-A331Z | 400W電機 | 3 |
6 | 伺服驅動器 | IS620PS2R8I-IAB-C | 400W驅動 | 3 |
7 | 伺服電機 | ISMH1-85B15CB-A331Z | 850W電機 | 4 |
8 | 伺服驅動器 | IS620PS7R6I-IAB-C | 850W驅動 | 4 |
四、方案拓撲圖
六、方案說明
采用Canlink控制收卷（上下）以及放卷，采用匯川4AD模塊進行采集糾偏傳感器反饋電壓信號并進行整合，使用PID并基于脈沖方式控制糾偏
（一）方案優點
1、 匯川Canlink通訊基于Canopen連接方式，抗*力強于傳統的485，且傳輸速率可達1M，匯川伺服的CN3/CN4口基于Can通訊接口，多臺伺服連接一網到底，節省現場大規模接線，減少用戶工作量。
2、 采用脈沖+方向控制糾偏步進電機，匯川PLC輸出脈沖頻率可達200K，不降低步進電機細分保證的情況下可以保證快速，穩定的趨近設定的糾偏位置
3、 采用匯川4AD模塊，其掃描周期可達1ms，能夠及時采集糾偏傳感器反饋電壓，并結合匯川H3U PLC，采用集成指令PID功能，減少采樣周期的情況下，能夠實時刷新PID MV變化時反饋值的數據采集，滿足客戶對于糾偏的快速響應以及穩定變化。
4、 采用轉矩模式進行控制收放卷，使用Canlink的形勢下，對于用戶需要的設定轉矩以及顯示當前轉矩以及轉矩對應的限制速度可以很直觀的通過通訊進行寫入。
（二）現場難點問題及解決方案說明
1、 收放卷設定轉矩跟隨卷徑變化
收放卷采用為轉矩控制模式，現場無測量卷徑的傳感器介入，當實際轉動過程中，放卷卷徑變小，收卷卷徑變大，所以要根據實際的卷徑變化適時調整設定轉矩的大小（收卷設定轉矩加大，放卷設定轉矩減小），通過已知牽引N以及D的情況下推算收放卷的卷徑變化并進行線性關系對應實現設定轉矩變化，以此保證線速度恒定。并通過該公式可以推導簡單卷徑測量，從而實現當收卷卷徑大于客戶要求時實現自動停機處理
2、 糾偏響應
現場采用傳感器采集電壓，作為PID反饋值，整合MV以脈沖方式進行控制糾偏處理，對于糾偏既要滿足快速響應誤差，也要保證穩定后不大范圍振蕩，所以針對輸出值MV，我們通過PID的目標與反饋的差值進行比較實現多段MV限制情況，從而實現相差遠快速整定，相差近，穩速控制的應用