CN106933170A - 基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器 - Google Patents
基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106933170A CN106933170A CN201710355693.XA CN201710355693A CN106933170A CN 106933170 A CN106933170 A CN 106933170A CN 201710355693 A CN201710355693 A CN 201710355693A CN 106933170 A CN106933170 A CN 106933170A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- battery pole
- lithium battery
- isolator
- base board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
- G05B19/0428—Safety, monitoring
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/26—Pc applications
- G05B2219/2609—Process control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,其特征在于该控制器包括控制基板模块和若干数量的扩展基板模块;所述控制基板模块与若干数量的扩展基板模块通过总线连接;所述控制基板模块还同时与外部计算机连接,每个扩展基板模块连接一套锂电池极片轧机设备;所述控制基板模块包括微处理器、模拟量输入模块、数字量输入模块、电源模块、轧机无线网络模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、端口模块、控制基板总线隔离器、触摸屏和指示模块;所述扩展基板模块包括扩展I/O口模块、张力控制模块、纠偏系统控制模块、轧制压力控制模块和轧辊间隙调节模块;扩展I/O口模块上设有I/O口总线隔离器,轧辊间隙调节模块上设有轧辊间隙总线隔离器。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,主要用于锂电池极片轧机设备的控制系统中。
背景技术
锂离子电池具有高能量、无污染、不燃爆、可回收的特点,在国家能源战略方面和人们的日常生活方面有着重要的作用。目前,锂电池极片轧机设备已实现自动化高速生产,但是目前基于嵌入式系统控制器还不成熟,需要不断完善。
《电池极片轧制与分切设备的控制系统研究》(王旭.电池极片轧制与分切设备的控制系统研究[D].河北工业大学,2013.)一文提出了采用嵌入式技术来设计一套电池极片轧制设备的控制系统,最终呈现形式为一块电路板,这块电路板可以实现电池极片扎生产的各个功能,然而该设计并没有实现真正的可插拔、切换的模块化设计,其可扩展性、可靠性、可维修性等都受到了不同程度的限制。
申请号为201610819050.1的这个专利公开一种基于嵌入式的电池极片轧机控制器,虽然在一定程度上实现了对锂电池极片轧机设备的控制,其功能模块全部固定在控制基板上,只预留出一些输入输出口用于扩展控制器功能,扩展性能还不够完善;并且没有通讯端口,不能实现锂电池极片轧机设备数据与控制端计算机进行实时进行数据传输的功能,不利于数据信息的传递;系统使用独立电源为系统供电,使系统变得复杂,使系统的正常运行依赖于独立电源模块。各个模块都固定在控制基板上,不利于扩展,当某一个模块烧毁时,整个系统就会崩溃,不利于维护。没有运用云端对锂电池极片轧机设备进行实时监控并对数据信息进行故障诊断处理。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明要解决的技术问题是,提供一种基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器。该控制器采用模块化设计,在控制锂电池极片轧机设备完成相关工作任务的同时,还设轧机无线网络模块和端口模块,通过这两个模块能将相关数据传输给外部计算机;控制器拥有扩展基板模块,包括张力控制模块、纠偏控制模块、轧制压力调节模块、间隙调节模块和扩展I/O口模块,在需要的时候再扩展出一个或几个扩展专用模块与原有的扩展专用模块分别控制两套或多套锂电池极片轧机设备,组成连续轧制系统,实现用一个微处理器去控制两套甚至多套锂电池极片轧机设备,对锂电池极片进行连续两次或多次轧制,提高极片质量。
本发明解决所述技术问题的技术方案是:设计一种基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,其特征在于该控制器包括控制基板模块和若干数量的扩展基板模块;所述控制基板模块与若干数量的扩展基板模块通过总线连接;所述控制基板模块还同时与外部计算机连接,每个扩展基板模块连接一套锂电池极片轧机设备;
所述控制基板模块包括微处理器、模拟量输入模块、数字量输入模块、电源模块、轧机无线网络模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、端口模块、控制基板总线隔离器、触摸屏和指示模块;
所述微处理器分别与模拟量输入模块、数字量输入模块、电源模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、端口模块和控制基板总线隔离器直接连接;所述轧机无线网络模块与微处理器通过UART进行双向通讯;所述轧机无线网络模块和外部计算机通过TCP/IP协议进行无线发射和接收数据;所述微处理器与触摸屏通过RS232接口连接;所述指示模块与微处理器直接相连;
所述电源模块直接给控制基板模块和扩展基板模块提供24V、5V和3.3V三种直流电源;所述端口模块包括TCP/IP协议端口和RS485端口,其中TCP/IP协议端口通过导线与外部计算机连接,用于把锂电池极片轧机设备运行状况信息传递到外部计算机,RS485端口用于与控制主轴转动的变频器进行通讯;
所述指示模块包括电源指示灯、工作状态指示灯、报警灯、启动按钮、急停按钮;其中电源指示灯与电源模块连接,工作状态指示灯、报警器、启动按钮、急停按钮均与微处理器直接连接;
所述扩展基板模块包括扩展I/O口模块、张力控制模块、纠偏系统控制模块、轧制压力控制模块和轧辊间隙调节模块;扩展I/O口模块上设有I/O口总线隔离器,轧辊间隙调节模块上设有轧辊间隙总线隔离器,张力控制模块上设有张力总线隔离器,纠偏系统控制模块上设有纠偏总线隔离器,轧制压力控制模块上设有轧制压力总线隔离器;
所述I/O口总线隔离器、轧辊间隙总线隔离器、张力总线隔离器、纠偏总线隔离器、轧制压力总线隔离器分别与控制基板总线隔离器通过SPI或者IIC总线连接;
所述轧辊间隙调节模块用来控制轧辊间隙,输出端与锂电池极片轧机设备上用来控制轧辊间隙的间隙调整电机连接;
所述轧制压力控制模块用来对控制轧制压力的液压气缸的压力进行调节控制;输出端与锂电池极片轧机设备上的用来控制轧制压力的液压气缸的相应电磁阀连接;
所述纠偏系统控制模块用来及时发现电池极片在收放卷过程中是否出现偏移,并及时纠正;输入端输入入口纠偏信号和出口纠偏信号,输出端与控制收放卷偏移的纠偏步进电机连接;
所述张力控制模块用来控制电池极片在轧制过程中的张力大小,张力控制模块输出端与转速伺服电机和转矩伺服电机连接,输入端信号来自编码器采集的轧制速度信息;
所述触摸屏用于现场调试、控制锂电池极片轧机设备并显示锂电池极片轧机设备运行状况信息。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)具有强大的扩展功能。本发明中扩展基板模块可以根据需要随意扩展,如果需要对电池极片进行连续两次或者多次轧制,则只需把微处理器的程序进行修改,并扩展一个或几个扩展基板模块,分别控制几套锂电池极片轧机设备,就可以实现一个微处理器控制几几套锂电池极片轧机设备,实现对电池极片连续几次轧制,提高电池及片质量。
2)采用无线和有线两种方式进行数据传输。本发明中设置轧机无线网络模块和端口模块,轧机无线网络模块采用TCP/IP协议,通过无线把数据信息从控制基板模块传递到外部计算机;端口模块拥有TCP/IP协议端口和RS485端口,其中RS485端口用于与控制轧机主轴转动的变频器进行通讯;TCP/IP协议端口用于通过LWIP实现TCP/IP协议端口与计算机直接有线连接,进行数据传输,简单方便,实现数据信息实时、快速、有效地传递。
3)拥有可供系统运行的可靠电源。传统嵌入式控制板依然依靠外部独立的电源,本身不具有可供系统运行所需要的电源。本发明中控制基板模块拥有电源模块,可提供24V、5V和3.3V的直流电源,使系统运行不再依赖于外部独立电源。
4)控制基板模块与扩展基板模块通过总线连接。本发明使控制基板模块与扩展基板模块通过总线连接,保证了两块基板之间的正常通信,大大的降低了信号干扰;
5)采用模块化设计。本发明通过模块化设计,对控制器中每一模块进行模块化设计,使设计及维护难度降低,预留许多输入、输出端口,方便控制器扩展。每一模块进行可插拔设计,通过总线进行连接,当某一个模块烧毁时,不会影响其他模块的正常运行,只是影响被烧毁的模块控制部分的运行,可以通过直接更换模块的方法恢复系统,最终使控制器系统正常运行,使系统更易于维护。
6)成本低。由于目前锂电池极片轧机设备的控制系统大多采用PLC作为控制核心,其成本较高。本发明应用嵌入式技术设计控制器,在保证系统稳定运行和正常生产的前提下,达到了降低成本、简化设备的目的,而且采用可扩展模块设计,只要扩展一个或者几个扩展基板模块就可以实现连轧的功能,不用重新应用一个或几个控制基板模块,有利于锂电池极片轧机设备在市场上的进一步推广。
附图说明
图1为本发明基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器一种实施例的结构框图。
图2是本发明基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器一种实施例的结构框图。
图中:1、控制基板模块;2、扩展基板模块;3、外部计算机;1011、主机STM32F4芯片;1012、从机STM32F4芯片;1013、从机CPLD;101、微处理器;102、模拟量输入模块;103、数字量输入模块;104、电源模块;105、轧机无线网络模块;106、模拟量输出模块;107、数字量输出模块;108、端口模块;109、控制基板总线隔离器;110、触摸屏;111、指示模块;201、扩展I/O口模块;202、轧辊间隙调节模块;203、张力控制模块;204、纠偏系统控制模块;205、轧制压力控制模块;2011、I/O口总线隔离器;2021、轧辊间隙总线隔离器;2031、张力总线隔离器;2041、纠偏总线隔离器;2051、轧制压力总线隔离器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本发明,但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。
本发明基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器(简称控制器,参见图1)包括控制基板模块1和若干数量的扩展基板模块2;所述控制基板模块与若干数量的扩展基板模块通过总线连接;所述控制基板模块1还同时与外部计算机3连接;外部计算机3与微处理器101既可以通过网线进行通讯,也可以通过无线进行通讯,保证了外部计算机3与微处理器101数据传输;每个扩展基板模块连接一套锂电池极片轧机设备;
所述控制基板模块1包括微处理器101、模拟量输入模块102、数字量输入模块103、电源模块104、轧机无线网络模块105、模拟量输出模块106、数字量输出模块107、端口模块108、控制基板总线隔离器109、触摸屏110和指示模块111;
所述微处理器101分别与模拟量输入模块102、数字量输入模块103、电源模块104、模拟量输出模块106、数字量输出模块107、端口模块108和控制基板总线隔离器109直接连接;所述轧机无线网络模块105与微处理器101通过UART(通用异步收发传输器)进行双向通讯;所述轧机无线网络模块105和外部计算机3通过TCP/IP协议进行无线发射和接收数据;所述微处理器101与触摸屏110通过RS232接口连接;所述指示模块111与微处理器直接相连;
所述电源模块直接给控制基板模块和扩展基板模块提供24V、5V和3.3V三种直流电源;所述端口模块108包括TCP/IP协议端口和RS485端口,其中TCP/IP协议端口通过导线与外部计算机连接,用于把锂电池极片轧机设备运行状况信息传递到外部计算机,RS485端口用于与控制主轴转动的变频器进行通讯;
所述指示模块111包括电源指示灯、工作状态指示灯、报警灯、启动按钮、急停按钮;其中电源指示灯与电源模块连接,工作状态指示灯、报警器、启动按钮、急停按钮均与微处理器直接连接;
所述模拟量输入模块102包括两个模拟量输入接口;所述模拟量输出模块106包括两个模拟量输出接口,输出24V电压;所述数字量输入模块103包括40个数字量输入接口,分为4个高速数字量输入接口和36个普通数字量输入接口,该高速数字量输入接口的最高计数频率为50KHz,普通数字量输入接口的最高计数频率为10KHz;所述数字量输出模块107包括40个数字量输出接口,可输出24V电压,分为4个高速数字量输出接口和36个普通数字量输出接口,该高速数字量输出接口的最高输出脉冲频率高达100KHz,普通数字量输出接口的最高输出脉冲频率为10KHz;
所述模拟量输入模块102、模拟量输出模块106、数字量输出模块107、数字量输入模块103是用来扩展控制基板模块系统功能时使用的;
所述扩展基板模块2包括扩展I/O口模块201、张力控制模块203、纠偏系统控制模块204、轧制压力控制模块205和轧辊间隙调节模块202;扩展I/O口模块201上设有I/O口总线隔离器2011,轧辊间隙调节模块202上设有轧辊间隙总线隔离器2021,张力控制模块203上设有张力总线隔离器2031,纠偏系统控制模块204上设有纠偏总线隔离器2041,轧制压力控制模块205上设有轧制压力总线隔离器2051;
所述I/O口总线隔离器2011、轧辊间隙总线隔离器2021、张力总线隔离器2031、纠偏总线隔离器2041、轧制压力总线隔离器2051分别与控制基板总线隔离器109通过SPI或者IIC总线连接;
所述轧辊间隙调节模块202用来控制轧辊间隙,输出端与锂电池极片轧机设备上用来控制轧辊间隙的间隙调整电机连接,所述间隙调整电机为步进电机或者伺服电机;
所述轧制压力控制模块205用来对控制轧制压力的液压气缸的压力进行调节控制;输出端与锂电池极片轧机设备上的用来控制轧制压力的液压气缸的电磁阀连接,通过控制电磁阀的通与断,完成对轧制压力的调整;
所述纠偏系统控制模块204用来及时发现电池极片在收放卷过程中是否出现偏移,并及时纠正;输入端输入入口纠偏信号和出口纠偏信号,输出端与控制收放卷偏移的纠偏步进电机连接,当输入端输入入口纠偏信号和出口纠偏信号探测出锂电池极片出现偏移时,发出信号驱动控制收放卷偏移的纠偏步进电机微调,直到正常为止;
所述张力控制模块203用来控制电池极片在轧制过程中的张力大小,张力控制模块输出端主要控制对象为转速伺服电机和转矩伺服电机,分别用来控制轧制速度和转矩,输入端信号来自编码器采集的轧制速度信息;在触摸屏上输入张力和速度,通过写IIC,控制DA输出,通过运算放大器,控制伺服放大器,进而控制转速伺服电机的转速和转矩伺服电机的转矩,根据传递到微处理器101的编码器信号以及上一周期的卷径,计算出当前的卷径大小,根据卷径大小计算出控制对象的张力和线速度;
所述触摸屏110用于现场调试、控制锂电池极片轧机设备并显示锂电池极片轧机设备运行状况信息,通过触摸屏110可以控制轧辊间隙调节模块202、张力控制模块203、纠偏系统控制模块204和轧制压力控制模块205;触摸屏操作分为手动模式和自动运行模式,通过触摸屏上的工作模式按钮选择是手动模式还是自动运行模式;在手动模式中,用户可以手动调整并控制轧辊间隙调节模块202、张力控制模块203、纠偏系统控制模块204及轧制压力控制模块205的单步运行,如变频电机、步进电机、伺服电机的单步运行,还可以控制电机的启动、停止,通过手动操作测试出轧辊间隙调节模块202、张力控制模块203、纠偏系统控制模块204和轧制压力控制模块205的合理参数;自动运行模式,设备自动调整轧辊间隙调节模块202、张力控制模块203、纠偏系统控制模块204和轧制压力控制模块205的合理参数,并自动运行;触摸屏上可以显示出整个设备运行状况信息,当出现故障时,报警指示灯亮起并闪烁,并发出报警指示音。
本发明的进一步特征在于所述微处理器101为整个控制器的核心部件,由主机STM32F4芯片1011、从机STM32F4芯片1012和从机CPLD(复杂可编程逻辑器件)1013组成;所述主机STM32F4芯片1011与从机STM32F4芯片1012通过UART进行通讯,主机STM32F4芯片1011和从机CPLD 1013通过IIC或者SPI总线进行通讯连接;
所述主机STM32F4芯片1011主要用于扩展总线,与控制基板总线隔离器109直接相连;所述数字量输入模块103、数字量输出模块107、端口模块108、触摸屏110、轧机无线网络模块105均由从机STM32F4芯片1012扩展得到;所述指示模块111、模拟量输入模块102、模拟输出模块106均与从机CPLD 1013连接;
所述STM32F4芯片采用Cortex M4内核,带FPU和DSP指令集、具有更快的模数转换速度、更低的ADC/DAC工作电压、32位定时器、最高运行频率可达168Mhz、更低的功耗等优点,完全满足本申请使用需要。
本发明的进一步特征在于所述电源模块104是由220V或者380V的交流电经变压器降压后,经由二极管组成的全桥整流电路后变成直流电压,然后经滤波电容输入到三端集成稳压器,最后在三端集成稳压器的输出端输出稳定的直流电压;所述三端集成稳压器输入端和输出端的电容用来改善稳压器的输入信号和提高输出电压性能;
本发明的进一步特征在于所述数字量输入模块103选用型号为TLP290或TLP292的数字隔离器,该数字隔离器为两个相互倒置的稳压二极管组成光电耦合电路,数字量输入模块103的数字隔离器的输出驱动器采用小功率三极管;所述数字量输出模块107选用型号为TLP291或TLP293的数字隔离器,数字量输出模块107的数字隔离器的输出驱动器采用场效应管(MOSFET)和晶体管,其中8个数字量输出接口用场效应管(MOSFET)驱动,主要用于驱动大功率器件,比如电磁阀等等,还包括32个数字量输出接口采用晶体管驱动,主要用于驱动小功率器件;所述控制基板总线隔离器109和I/O口总线隔离器2011、轧辊间隙总线隔离器2021、张力总线隔离器2031、纠偏总线隔离器2041、轧制压力总线隔离器2051均采用ADUM系列数字隔离器。
所述轧辊间隙调节模块202有手动调节模式和自动调节模式两种模式,手动调节模式的工作过程如下:当按下辊缝增大按钮时,产生一个增大辊缝的按钮输入信号,传递到微处理器101并对信号进行处理,微处理器101产生间隙调整电机方向信号和间隙调整电机脉冲信号(间隙调整电机方向信号是用来控制间隙调整电机实现正反转的信号、间隙调整电机脉冲信号是控制间隙调整电机的转速的信号),控制间隙调整(步进电机或伺服电机)实现正传,从而增大轧机轧辊间隙,松开辊缝增大按钮,则停止调整。当按下辊缝减小按钮时产生一个减小辊缝的按钮输入信号,传递到微处理器101并对信号进行处理,微处理器101产生间隙调整电机方向信号和间隙调整电机脉冲信号,控制间隙调整电机实现反转,从而减小轧机轧辊间隙,松开辊缝减小按钮,停止调整。自动调节的过程如下:在工作状态中,依据当前状态会产生辊缝过小信号或辊缝过大信号,两个信号可以通过输入通道被微处理器101采集,经过对辊缝过小信号或辊缝过大信号的处理,微处理器101产生间隙调整电机脉冲信号和间隙调整电机方向信号,来实现间隙调整电机的正转或反转,从而实现辊缝间隙的调整。
所述轧制压力控制模块205输出端主要控制对象是两个电磁阀,分别是用来增加压力的增压阀和用来减小压力的泄压阀;所述轧制压力控制模块205输入端主要是来自压力传感器的信号信息、增压按钮信息和减压按钮信息;工作方式分为手动模式和自动模式。手动模式过程如下:当按下增压按钮,信号传递到微处理器101后产生对增压阀的控制指令来控制液压气缸增压;当按下减压按钮,信号传递到微处理器101后产生对泄压阀的控制指令来控制液压气缸减压;自动模式过程如下:由压力传感器采集液压气缸的压力信号,经过A/D转换变成数字信号传递到微处理器101,与预先设定的压力值进行比较,当当前压力值大于设定的压力值时,微处理器101输出对泄压阀的控制指令使液压气缸减压,直到当前压力值与预先设定的压力值相同为止;当当前压力值小于设定的压力值时,微处理器101输出对增压阀的控制指令使液压气缸增压,直到当前压力值与预先设定的压力值相同为止;
所述扩展I/O口模块201是用来扩展用的,当系统需要扩展时,不用更换扩展基板模块,直接在扩展I/O口模块上进行扩展。
本发明中所述扩展基板模块2不止有一个,当需要对电池极片进行两次或者多次连续轧制时,只需增加一个或多个扩展基板模块2,通过总线与控制基板模块1进行通讯连接,本发明中优选扩展基板模块2的数量为2-5个。图2为进行两次连轧时控制器的结构框图,图2中的控制器包括一个控制基板模块1和两个扩展基板模块2,两个扩展基板模块2分别控制两套锂电池极片轧机设备,实现电池极片的连续两次轧制,两个扩展基板模块2均通过总线经控制基板总线隔离器109与控制基板模块1连接;所述扩展基板模块2中的每个模块都是可插拔的,比如一套锂电池极片轧机设备不需要纠偏系统控制模块204,那么就可以把纠偏系统控制模块204拔下来,非常方便。
本发明未述及之处适用于现有技术,所涉及的元器件均可通过商购获得。
Claims (6)
1.一种基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,其特征在于该控制器包括控制基板模块和若干数量的扩展基板模块;所述控制基板模块与若干数量的扩展基板模块通过总线连接;所述控制基板模块还同时与外部计算机连接,每个扩展基板模块连接一套锂电池极片轧机设备;
所述控制基板模块包括微处理器、模拟量输入模块、数字量输入模块、电源模块、轧机无线网络模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、端口模块、控制基板总线隔离器、触摸屏和指示模块;
所述微处理器分别与模拟量输入模块、数字量输入模块、电源模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、端口模块和控制基板总线隔离器直接连接;所述轧机无线网络模块与微处理器通过UART进行双向通讯;所述轧机无线网络模块和外部计算机通过TCP/IP协议进行无线发射和接收数据;所述微处理器与触摸屏通过RS232接口连接;所述指示模块与微处理器直接相连;
所述电源模块直接给控制基板模块和扩展基板模块提供24V、5V和3.3V三种直流电源;所述端口模块包括TCP/IP协议端口和RS485端口,其中TCP/IP协议端口通过导线与外部计算机连接,用于把锂电池极片轧机设备运行状况信息传递到外部计算机,RS485端口用于与控制主轴转动的变频器进行通讯;
所述指示模块包括电源指示灯、工作状态指示灯、报警灯、启动按钮、急停按钮;其中电源指示灯与电源模块连接,工作状态指示灯、报警器、启动按钮、急停按钮均与微处理器直接连接;
所述扩展基板模块包括扩展I/O口模块、张力控制模块、纠偏系统控制模块、轧制压力控制模块和轧辊间隙调节模块;扩展I/O口模块上设有I/O口总线隔离器,轧辊间隙调节模块上设有轧辊间隙总线隔离器,张力控制模块上设有张力总线隔离器,纠偏系统控制模块上设有纠偏总线隔离器,轧制压力控制模块上设有轧制压力总线隔离器;
所述I/O口总线隔离器、轧辊间隙总线隔离器、张力总线隔离器、纠偏总线隔离器、轧制压力总线隔离器分别与控制基板总线隔离器通过SPI或者IIC总线连接;
所述轧辊间隙调节模块用来控制轧辊间隙,输出端与锂电池极片轧机设备上用来控制轧辊间隙的间隙调整电机连接;
所述轧制压力控制模块用来对控制轧制压力的液压气缸的压力进行调节控制;输出端与锂电池极片轧机设备上的用来控制轧制压力的液压气缸的相应电磁阀连接;
所述纠偏系统控制模块用来及时发现电池极片在收放卷过程中是否出现偏移,并及时纠正;输入端输入入口纠偏信号和出口纠偏信号,输出端与控制收放卷偏移的纠偏步进电机连接;
所述张力控制模块用来控制电池极片在轧制过程中的张力大小,张力控制模块输出端与转速伺服电机和转矩伺服电机连接,输入端信号来自编码器采集的轧制速度信息;
所述触摸屏用于现场调试、控制锂电池极片轧机设备并显示锂电池极片轧机设备运行状况信息。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,其特征在于所述微处理器由主机STM32F4芯片、从机STM32F4芯片和从机CPLD组成;所述主机STM32F4芯片与从机STM32F4芯片通过UART进行通讯,主机STM32F4芯片和从机CPLD通过IIC或者SPI总线进行通讯连接;
所述主机STM32F4芯片与控制基板总线隔离器直接相连;所述数字量输入模块、数字量输出模块、端口模块、触摸屏、轧机无线网络模块均由从机STM32F4芯片扩展得到;所述指示模块、模拟量输入模块、模拟输出模块均与从机CPLD连接。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,其特征在于所述电源模块是由220V或者380V的交流电经变压器降压后,经由二极管组成的全桥整流电路后变成直流电压,然后经滤波电容输入到三端集成稳压器,最后在三端集成稳压器的输出端输出稳定的直流电压。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,其特征在于所述数字量输入模块选用型号为TLP290或TLP292的数字隔离器,所述数字量输出模块选用型号为TLP291或TLP293的数字隔离器;所述控制基板总线隔离器和I/O口总线隔离器、轧辊间隙总线隔离器、张力总线隔离器、纠偏总线隔离器、轧制压力总线隔离器均采用ADUM系列数字隔离器。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,其特征在于所述扩展基板模块的数量为2-5个。
6.根据权利要求1-5任一所述的基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器,其特征在于所述模拟量输入模块包括两个模拟量输入接口;所述模拟量输出模块包括两个模拟量输出接口,输出24V电压;所述数字量输入模块包括40个数字量输入接口,分为4个高速数字量输入接口和36个普通数字量输入接口,该高速数字量输入接口的最高计数频率为50KHz,普通数字量输入接口的最高计数频率为10KHz;所述数字量输出模块包括40个数字量输出接口,输出24V电压,分为4个高速数字量输出接口和36个普通数字量输出接口,该高速数字量输出接口的最高输出脉冲频率高达100KHz,普通数字量输出接口的最高输出脉冲频率为10KHz。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710355693.XA CN106933170B (zh) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | 基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710355693.XA CN106933170B (zh) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | 基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106933170A true CN106933170A (zh) | 2017-07-07 |
CN106933170B CN106933170B (zh) | 2023-03-31 |
Family
ID=59430589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710355693.XA Active CN106933170B (zh) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | 基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106933170B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108536097A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-09-14 | 河北工业大学 | 基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器 |
CN109358849A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-19 | 陈黎明 | 一种机器编程系统 |
CN110045660A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-07-23 | 河北工业大学 | 一种数字化极片轧机集成控制器 |
CN113894164A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-07 | 河北工业大学 | 一种锂电池极片轧机张力控制方法及检测系统 |
CN116991109A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-11-03 | 江苏博涛智能热工股份有限公司 | 一种基于嵌入式的供料设备控制系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999053594A1 (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-21 | Conexant Systems, Inc. | Multi-functional battery management module operable in a charging mode and a battery pack mode |
CN102723461A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-10 | 深圳市赢合科技股份有限公司 | 一种极片辊压机 |
CN102779975A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-11-14 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种向锂离子电池负极片补充锂粉的方法 |
CN104009207A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-08-27 | 浙江金开来新能源科技有限公司 | 一种可实现两次辊压的锂电池极片轧机 |
CN105880290A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-24 | 河北工业大学 | 一种用于电池极片轧机的蜗轮蜗杆间隙调整装置 |
CN106200509A (zh) * | 2016-09-13 | 2016-12-07 | 河北工业大学 | 一种基于嵌入式的电池极片轧机控制器 |
-
2017
- 2017-05-19 CN CN201710355693.XA patent/CN106933170B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999053594A1 (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-21 | Conexant Systems, Inc. | Multi-functional battery management module operable in a charging mode and a battery pack mode |
CN102723461A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-10 | 深圳市赢合科技股份有限公司 | 一种极片辊压机 |
CN102779975A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-11-14 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种向锂离子电池负极片补充锂粉的方法 |
CN104009207A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-08-27 | 浙江金开来新能源科技有限公司 | 一种可实现两次辊压的锂电池极片轧机 |
CN105880290A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-24 | 河北工业大学 | 一种用于电池极片轧机的蜗轮蜗杆间隙调整装置 |
CN106200509A (zh) * | 2016-09-13 | 2016-12-07 | 河北工业大学 | 一种基于嵌入式的电池极片轧机控制器 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108536097A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-09-14 | 河北工业大学 | 基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器 |
CN108536097B (zh) * | 2018-07-06 | 2023-06-09 | 河北工业大学 | 基于电气隔离理念的模块化嵌入式锂电池极片轧机控制器 |
CN109358849A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-19 | 陈黎明 | 一种机器编程系统 |
CN110045660A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-07-23 | 河北工业大学 | 一种数字化极片轧机集成控制器 |
CN110045660B (zh) * | 2019-05-14 | 2023-10-20 | 河北工业大学 | 一种数字化极片轧机集成控制器 |
CN113894164A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-07 | 河北工业大学 | 一种锂电池极片轧机张力控制方法及检测系统 |
CN113894164B (zh) * | 2021-10-14 | 2023-08-04 | 江苏科瑞德智控自动化科技有限公司 | 一种锂电池极片轧机张力控制方法及检测系统 |
CN116991109A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-11-03 | 江苏博涛智能热工股份有限公司 | 一种基于嵌入式的供料设备控制系统 |
CN116991109B (zh) * | 2023-09-25 | 2023-12-15 | 江苏博涛智能热工股份有限公司 | 一种基于嵌入式的供料设备控制系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106933170B (zh) | 2023-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106933170A (zh) | 基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器 | |
CN106200509A (zh) | 一种基于嵌入式的电池极片轧机控制器 | |
CN202421819U (zh) | 用于dcs系统的三重冗余模拟量输出模块 | |
CN206710854U (zh) | 基于嵌入式模块化的锂电池极片轧机控制器 | |
CN205983123U (zh) | 一种基于嵌入式的电池极片轧机控制器 | |
CN204613670U (zh) | 智能吊顶集成控制器 | |
CN107052067B (zh) | 一种用于拉丝机的智能控制系统及其工作方法 | |
CN204986410U (zh) | 一种集中供氮系统 | |
CN205178751U (zh) | 一种新型的电动执行机构三级减速系统 | |
CN201969857U (zh) | 用于连铸机扇形段辊缝的调节装置 | |
CN207057292U (zh) | 一种用于拉丝机的控制系统 | |
CN102253656A (zh) | 一种活塞环内外圆同时仿形车铣组合机床电气系统 | |
CN202860996U (zh) | 轧制油控制系统 | |
CN206293975U (zh) | 源网荷互动终端 | |
CN202083935U (zh) | 一种活塞环内外圆同时仿形车铣组合机床电气系统 | |
CN220840802U (zh) | 一种高压成型机脱型工序自动精确控制系统 | |
CN207074374U (zh) | 一种直捻机控制系统数据通信结构 | |
CN206157030U (zh) | 行列式制瓶机剔瓶装置 | |
CN204759082U (zh) | 网络电源控制模块 | |
CN203320605U (zh) | 供水管网的节能水泵控制装置 | |
CN201264390Y (zh) | 用于瓦楞生产线的单层瓦楞纸贴合加热自动控制装置 | |
CN206180924U (zh) | 电机节能控制系统 | |
CN207216394U (zh) | 一种球墨铸铁管水泥内磨机空气气囊自动控制装置 | |
CN106972507B (zh) | 用于低压远距离传输的智能中继电源级联控制系统 | |
CN202139436U (zh) | 定型机调速装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230725 Address after: 223900 No.17, Hengshan North Road, Sihong Economic Development Zone, Sihong County, Suqian City, Jiangsu Province Patentee after: JIANGSU KERUIDE INTELLIGENT CONTROL AUTOMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 300130 No. 8, Hebei University of Technology, Tianjin, Hongqiao No. 330 Patentee before: Hebei University of Technology |
|
TR01 | Transfer of patent right |