CN108905862B - 一种电解液自动配制系统及其配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电解液自动配制系统及其配制方法，包括分布式控制系统、多个计量罐、多个集液罐和多个配制釜；每个计量罐分别连接到多个集液罐中，集液罐分出两条出料管道，分别对应两个配制釜；分布式控制系统包括主控制器、触摸屏、分布式控制器、以太网识别器、通信模块和称重装置；称重装置设置于每个计量罐上且均与分布式控制器连接；主控制器和触摸屏设置于主控室内，主控制器通过以太网和以太网识别器通信。本发明提供的电解液自动配制系统及其配制方法，能够实现自控，只需在触摸屏上设定进料量，启动相应的进料程序即可完成进料，加快了进料时间，减轻了员工的劳动强度，提高了配制效率。

Description

一种电解液自动配制系统及其配制方法

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域，更具体的说是涉及一种电解液自动配制系统及其配制方法。

背景技术

目前，随着动力电池市场快速发展，锂电池动力电解液产量增长较快，面对不同厂家的不同品种，需要准备多条生产线进行生产。锂电池用电解液由多种液态有机溶剂按比例进行混合，然后再添加电解质及添加剂配制而成，手动操作时，需要人工将脱水净化后的单剂从储罐内放入到200kg桶中，通过台秤计量后，再将单剂压入到配制釜内，费时费力，效率低下，而且当同时配制多种电解液时，容易出错。在产量不断增长的背景下，电解液自动化配制的需求越来越迫切。

因此，如何提供一种电解液自动配制系统及其配制方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电解液自动配制系统及其配制方法，能够实现自控，只需在触摸屏上设定进料量，启动相应的进料程序即可完成进料，加快了进料时间，减轻了员工的劳动强度，提高了配制效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电解液自动配制系统，包括分布式控制系统、多个计量罐、多个集液罐和多个配制釜；每个所述计量罐上连接有氮气管道和放空管道，每个所述计量罐与多个所述集液罐均相连；所述集液罐通过三通阀最多与2个所述配制釜相连；所述三通阀的一通与所述集液罐连接，另外两通分别与2个所述配制釜相通；所述分布式控制系统包括：主控制器、触摸屏、分布式控制器、以太网识别器、通信模块和称重装置；所述称重装置设置于每个所述计量罐上且均与所述分布式控制器连接；所述主控制器和所述触摸屏设置于主控室内，所述触摸屏用于称重参数设置和系统的操作；所述主控制器通过以太网与所述以太网识别器进行通信；所述以太网识别器用于扩展所述通信模块；所述通信模块和所述称重装置进行通信，读取所述计量罐的重量；所述分布式控制器与所述主控制器、所述以太网识别器、所述通信模块和所述称重装置均电连接。所述主控制器为美国罗克韦尔公司CompactLogix5370 L3控制器。所述触摸屏为台湾威纶科技的MT8100iE触摸屏。

每个计量罐中只能计量一种原料，当有N种原料时，需要N个计量罐；当需要配制M种电解液时，需要M个配制釜，同时需要M/2向上取整数个集液罐。例如，需要配制9种电解液时，需要9个配制釜，5个集液罐；当需要配制12种电解液时，需要12个配制釜，6个集液罐。

每个所述计量罐与所述集液罐连通的管路上设置有快接头，用于计量罐的出液管和所述集液罐的进液管的快速连接；且在每个所述计量罐的出液管上和每个所述集液罐的进液管上均设置有气动阀门，所述气动阀门均与所述分布式控制器连接。

本发明提供的电解液自动配制系统，集液罐的设置节省了物料管道安装工作量，三通阀的一通与所述集液罐连接，另外两通分别与2个所述配制釜相通，能够节省一半启动阀门及施工工作量，缩短了工程时间，而且，采用分布式控制系统，只需在触摸屏上设定进料量，启动相应的进料程序，即可完成进料，节省了进料时间，减轻了员工的劳动强度，提高了配制效率。

优选的，所述计量罐的数量为8个，所述集液罐的数量为5个，且均设置在二楼；所述配制釜的数量为9个且设置在一楼。

由于电解液品种多样，原料品种较多，当原料有8种时，普通系统设置8个4吨配制釜，共需要8个1.2吨的计量罐，要求每个计量罐能向9个配制釜进行加料，这样系统包括72中加料方式，如果一对一制作原料管道需要72条线路，加上计量罐的进气、放空阀门，共200多个气动阀门，互锁复杂。本发明将9台配制釜布置在一楼，8台计量罐布置在二楼，在二楼设置5个集液罐，8个计量罐分别连接到这5个集液罐中，二楼集液罐中的原料由于重力的作用很容易进入到一楼相应的配制釜中。而且，一种原料同一时间只能向一个配制釜加料，各个配制釜的加料需进行互锁，避免误操作。8个计量罐分别为PR-22计量罐、FJ9062计量罐、FJ901计量罐、FJ903计量罐、DEC计量罐、PC计量罐、DMC计量罐、EMC计量罐、DEC计量罐。

优选的，所述集液罐上连接有氮气气路，加完料后采用氮气吹扫管道，将管道内残存原料吹扫干净后再加入下一种原料，避免上一原料的残液影响电解液配制溶剂的比例。

优选的，所述称重装置包括称重传感器、称重接线盒、安全栅和重量变送器，所述称重传感器通过所述称重接线盒连接所述安全栅，所述安全栅与所述重量变送器连接，所述重量变送器通过RS485通信端子将称重信号传递给所述通信模块。称重参数设置及各种操作均在触摸屏上实现。所述以太网识别器为美国罗克韦尔公司1769-AENTR。所述通信模块为美国罗克韦尔公司1769ASCII通信模块。所述称重接线盒为AJB-005称重接线盒。所述重量变送器具有RS485通信功能，选用成都聚飞科技的JF-300A。

优选的，每个所述计量罐采用4个支撑架支撑，每个所述支撑架上均设置有所述称重传感器。所述称重传感器为梅特勒-托利多SB-1x称重传感器。

优选的，所述三通阀为带限位开关的三通气动球阀。

优选的，所述触摸屏的组态画面按集液罐分为5个控制画面，画面上显示实时重量、设定值重量和各种功能按键。

优选的，还包括隔爆配电柜，所述隔爆配电柜按照防爆要求与所述分布式控制系统电连接。当电路系统发生过载、短路、漏电时发出报警信号，并及时提供断电保护，由于防爆配电柜有很好的密封性，能及时阻止各电路由于连接或接触不良造成的火花与外界接触，避免危险的发生，并能阻止外界粉尘、易燃气体进入，达到防爆防爆的目的。

优选的，所述计量罐上安装有磁翻转液位传感器和压力变送器，实时采集液位和压力信号。系统采用的气动阀门均为单作用带反馈的防爆气动阀门。

一种电解液自动配制方法，应用上述的电解液自动配制系统，包括以下步骤：

(1)、将各种脱水净化后的原料自动压入计量罐；

(2)、在触摸屏上设定加料量后，启动加料程序；

(3)、由氮气将原料压入集液罐，再由集液罐流向指定的配制釜；一种原料加完后，在集液罐上通入氮气吹扫管道，将管道内残存原料吹扫干净，再加入下一种原料；

(4)、根据原料的有机溶剂的配方按比例进行配制，再添加电解质及添加剂，完成电解液的自动配制。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种电解液自动配制系统及其配制方法，只需在触摸屏上设定进料量，启动相应的进料程序，即可完成进料，进料时间相对手动进料缩短一半，减轻了员工的劳动强度，提高了配制效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的系统结构示意图。

图2附图为本发明提供的触摸屏组态图。

其中，图中标记：

1-计量罐；2-集液罐；3-配制釜；4-氮气管道；5-放空管道；6为氮气气路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，电解液自动配制系统采用9个计量罐1、5个集液罐2、9个配制釜3和分布式控制系统，其中，EC原料的添加单独做成系统，需要电伴热保温，所以图中不再显示。计量罐1和集液罐2设置在二楼；配制釜3的设置在一楼。计量罐1上连接有氮气管道4和放空管道5，9个计量罐1分别连接到5个集液罐2中，集液罐2的出料阀门采用三通阀，分出两条出料管道，分别对应两个配制釜；三通阀采用带限位开关的三通气动球阀。

分布式控制系统包括：主控制器、触摸屏、分布式控制器、以太网识别器、通信模块和称重装置；称重装置设置于每个计量罐上且均与分布式控制器连接；主控制器和触摸屏设置于主控室内，主控制器通过以太网和以太网识别器通信；触摸屏用于称重参数设置和系统的操作；分布式控制器与以太网识别器、通信模块和称重装置连接；以太网识别器用于扩展通信模块；通信模块和称重装置进行通信，读取计量罐的重量。

集液罐2上连接有氮气气路6，加完料后采用氮气吹扫管道，将管道内残存原料吹扫干净后再加入下一种原料。

进一步地，称重装置包括称重传感器、称重接线盒、安全栅和重量变送器，称重传感器通过称重接线盒连接安全栅，安全栅与重量变送器连接，重量变送器通过RS485通信端子将称重信号传递给通信模块。

每个计量罐1采用4个支撑架支撑，每个所述支撑架上均设置有称重传感器，计量罐1上安装有磁翻转液位传感器和压力变送器，实时采集液位和压力信号。主控器及7个I/O模块布置在主控室，以太网识别器、通信模块和模拟量模块放置在防爆柜中，这样节约布线工程，减少模拟量传输干扰。I/O模块和模拟量模块分别连接压力变送器，液位传感器。

进一步地，还包括隔爆配电柜，隔爆配电柜按照防爆要求与分布式控制系统电连接。

参照图2所示，触摸屏的组态画面按集液罐分为5个控制画面，画面上显示实时重量、设定值重量和各种功能按键。

本发明还公开了一种电解液自动配制方法，包括以下步骤：

(1)、将各种脱水净化后的原料自动压入计量罐；

(2)、在触摸屏上设定加料量后，启动加料程序；

(3)、由氮气将原料压入集液罐，再由集液罐流向指定的配制釜；一种原料加完后，在集液罐上通入氮气吹扫管道，将管道内残存原料吹扫干净，再加入下一种原料；

(4)、根据原料的有机溶剂的配方按比例进行配制，再添加电解质及添加剂，完成电解液的自动配制。

本发明公开提供的一种电解液自动配制系统及其配制方法，只需在触摸屏上设定进料量，启动相应的进料程序，即可完成进料，进料时间相对手动进料缩短一半，减轻了员工的劳动强度，提高了配制效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电解液自动配制系统，其特征在于，包括分布式控制系统、多个计量罐、多个集液罐和多个配制釜；

每个所述计量罐上连接有氮气管道和放空管道，每个所述计量罐与多个所述集液罐均相连；所述集液罐通过三通阀最多与2个所述配制釜相连；所述集液罐上连接有氮气气路，加完料后采用氮气吹扫管道，将管道内残存原料吹扫干净后再加入下一种原料；

所述分布式控制系统包括：主控制器、触摸屏、分布式控制器、以太网识别器、通信模块和称重装置；所述称重装置设置于每个所述计量罐上且均与所述分布式控制器连接；所述称重装置包括称重传感器、称重接线盒、安全栅和重量变送器，所述称重传感器通过所述称重接线盒连接所述安全栅，所述安全栅与所述重量变送器连接，所述重量变送器通过RS485通信端子将称重信号传递给所述通信模块；

所述主控制器和所述触摸屏设置于主控室内，所述触摸屏用于称重参数设置和系统的操作；

所述主控制器通过以太网与所述以太网识别器进行通信；所述以太网识别器用于扩展所述通信模块；所述通信模块和所述称重装置进行通信，读取所述计量罐的重量；所述分布式控制器与所述主控制器、所述以太网识别器、所述通信模块和所述称重装置均电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电解液自动配制系统，其特征在于，所述计量罐的数量为8个，所述集液罐的数量为5个，且均设置在二楼；所述配制釜的数量为9个且设置在一楼。

3.根据权利要求1所述的一种电解液自动配制系统，其特征在于，每个所述计量罐采用4个支撑架支撑，每个所述支撑架上均设置有所述称重传感器。

4.根据权利要求1所述的一种电解液自动配制系统，其特征在于，所述三通阀为带限位开关的三通气动球阀。

5.根据权利要求2所述的一种电解液自动配制系统，其特征在于，所述触摸屏的组态画面按集液罐分为5个控制画面，画面上显示实时重量、设定值重量和各种功能按键。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种电解液自动配制系统，其特征在于，还包括隔爆配电柜，所述隔爆配电柜按照防爆要求与所述分布式控制系统电连接。

7.根据权利要求6所述的一种电解液自动配制系统，其特征在于，所述计量罐上安装有磁翻转液位传感器和压力变送器，实时采集液位和压力信号。

8.一种电解液自动配制方法，其特征在于，应用权利要求7所述的电解液自动配制系统，包括以下步骤：

(1)、将各种脱水净化后的原料自动压入计量罐；

(2)、在触摸屏上设定加料量后，启动加料程序；

(3)、由氮气将原料压入集液罐，再由集液罐流向指定的配制釜；一种原料加完后，在集液罐上通入氮气吹扫管道，将管道内残存原料吹扫干净，再加入下一种原料；

(4)、根据原料的有机溶剂的配方按比例进行配制，再添加电解质及添加剂，完成电解液的自动配制。