基于PLC的锂锰扣式电池生产线控制系统

　　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