锂电正极粉体材料自动装料控制系统的设计及应用

杨波 宋超 江海生 李远安

在锂电池正极粉体材料生产中，自动控制技术起着愈来愈重要的作用， 而且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高，自动控制利用控制装置是被控 对象的某个数自动的按照预定的规律运行， 本设计的锂电正极粉料自动加料控制系统就是采用自动控制技术来实现功能的，及时准确地加料， 可更好地为生产服务。这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。

锂电正极材料;自动控制;精准称量;工作效率

1引言

随着生产力水平的不断提高，人们愈加重视在生产中降低劳动强度，改善工作环境。锂电粉体称重加料设备的控制稳定性和适用性是企业的重点要求。而基于PLC控制器成为该行业的首选，将PLC应用于工业生产的各种称重环节，可使控制系统变的简洁方便，自动化程度大幅提高，极大提高生产效率

2控制系统简介

3控制系统硬件配置

根据以上的控制系统配置及I/O表分析，结合PLC的I/O点数、存储器容量大小、接口模块类型等诸多方面确定PLC型号。本次设计使用S7-200 Smart型PLC。它采用自用配置方式的I/0通道，输入输出继电器可自用选择配置。本系统硬件配置主要包括处理器单元、I/O扩展单元、位置检测传感器、触摸屏等。

4主要电气原理图

4.1部分主回路原理图

5程序设计

本设计主逻辑结构设计采用PLC顺序控制设计的最基本思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步 （Step），并用编程元件 （如位存储器 M或顺序

控制继电器 S）来代表各步。顺序控制设计就是用转换条件来控制代表各步的编程元件，使其状态按一定 的顺序变化，然后用代表各步的编程元件去控制 PLC的各输出位。如下图3所示

5.1主要指令介绍

上图是位移指令。这是本文要介绍的编程方式，此种方式利用移位指令的特点，用移位动作来表示步的转换，具有程序结构较为简洁、使用指令数少等优点，越来越多的编程者选择此方式来实现顺序控制。

5.2主PLC逻辑程序

5.3小结

从上面的实例中可以看出，采用移位指令实现顺序控制，其程序结构清晰，易于理解程序调试 和阅读 较为方便，且程序编写时不容易出错，另外还有个突出的优点就是程序总的网络数较少目前已经有越来越多的设计者采用此方法实PLC顺序控制程序的编写。

6触摸屏界面设计

6.1触摸屏介绍

触摸屏属于PLC控制系统的外部设备，因其具有的強大显示和控制功能而逐步取代传统的开关按钮设备。触摸屏既可以对生产现场设备进行实时显示和监控，同时又可以对设备进行操作，与PLC建立通讯后，通过触摸屏就可以向PLC发送操作指令、查看数据或显示图形。触摸屏在生产过程中不仅为操作者提供了友好的人机界面，同时也大大提高了控制系统的自动化水平。

6.1触摸屏程序界面

该设计的触摸屏界面拥有完整的操作指令按钮，同时具备手自动便利的切换，大大提高了自动化效率。图形化的界面更能让操作者快速准确的了解实时状态。

7总结

本文主要基于锂电正极材料实际生产需要自动称量设备进行分析及设计。基于PLC的自动控制系统，实现称重加料系统的自动稳定解决生产中存在的快节拍、高精度要求带来的问题。在设计中采用的S7-200 Smart 型可编程控制器及其相关硬件配置和程序设计是完全可行的，该系统目前在实际的生产过程中稳定使用中。

参考文献

[1]余峰号.移位指令在 PLC顺序控制中的应用

[2]陆雪影.基于PLC控制的称重加料系统设计分析

[3]吉顺平.可编程控制器应用及原理 .北京：机械出版社，2011.

作者简介：杨波（1991-），男，安徽合肥人，毕业于安徽建筑大学，学士，电气工程及其自动化。