CN208634121U - 一种电池极片辊压机辊缝控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池极片辊压机辊缝控制系统，属于电池极片生产技术领域。其包括动力源、高压油路、回油油路以及辊缝调节系统，辊缝调节系统包括伺服液压缸及液压伺服控制系统，伺服液压缸内设有位移传感器，液压伺服控制系统包括控制模块及伺服阀和第一溢流阀，伺服阀的P口与高压油路连通，伺服阀的T口与回油油路连通，伺服阀的A口与对应伺服液压缸的无杆腔连通，伺服阀的B口与对应伺服液压缸的有杆腔连通，位移传感器、伺服阀、无泄漏换向阀以及第一溢流阀均与控制模块连接。本系统操作简单，易于实用，具有较为广阔的市场应用前景。

Description

一种电池极片辊压机辊缝控制系统

技术领域

本实用新型涉及电池极片生产技术领域，尤其是指一种电池极片辊压机辊缝控制系统。

背景技术

目前，电池辊压机的主机辊压压实方式主要靠斜铁来控制辊缝，通过液压站控制主缸压力，通过增加压力或减小压力微调轧辊的压下量，实现辊压机对从涂布机来的极片的辊压。该系统需要配合测厚仪使用。使用时，通过测厚仪检测轧出极片的厚度，并将厚度反馈给PLC（可编程逻辑控制器）等控制单元，再由控制单元控制液压系统调整轧辊的压下量。

这种方式的调试周期较长，需要大量的经验积累，控制过程存在较大滞后，导致对极片厚度的控制不甚准确。此外，这种控制方式还存在重复性差的缺陷，每次泄压再重新升压后，轧机辊压极片厚度精度存在差别，设备一致性差。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种辊压机辊缝控制系统，该系统具有结构简单、操作方便的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下：

一种电池极片辊压机辊缝位置闭环控制系统，包括动力源、高压油路、回油油路以及辊缝调节系统；所述辊缝调节系统包括对应于活动辊两侧的两个伺服液压缸以及用于驱动伺服液压缸的液压伺服控制系统，所述伺服液压缸内设有用于感知液压缸伸长量的位移传感器，所述液压伺服控制系统包括控制模块以及对应于两个伺服液压缸的两套伺服阀和第一溢流阀，所述伺服阀的P口与高压油路连通，所述伺服阀的T口与回油油路连通，所述伺服阀的A口通过无泄漏换向阀与对应伺服液压缸的无杆腔连通，所述伺服阀的B口通过另一无泄漏换向阀与对应伺服液压缸的有杆腔连通，所述伺服阀T口处的回油油路上还设有单向阀，所述第一溢流阀与包含伺服阀和单向阀在内的从伺服阀到单向阀的管路段并联，所述位移传感器、伺服阀、无泄漏换向阀以及第一溢流阀均与所述控制模块连接。

可选的，还包括设于所述液压伺服控制系统与所述动力源之间的备用动力源，所述备用动力源包括蓄能器和截止阀，所述截止阀中包括两个球阀和一个第二溢流阀，其中第一球阀与高压油路相连并处于常开状态，第二球阀与回油油路相连并处于常闭状态，第二溢流阀与第二球阀并联，所述蓄能器同时与第一球阀和第二球阀的所在管路连接。

采用上述技术方案的有益效果在于：

1、本实用新型利用伺服液压缸内的位移传感器感知辊缝厚度，直接通过位移传感器与液压系统构成反馈结构，感应数据直接采集自辊缝处，而反馈调节的结果则直接作用在当前通过辊缝的极片上，相较于测厚仪的反馈方式，本新型的反馈结构具有灵活、准确的优点。并且，这种控制结构可以应用于各种不同的工况（例如负载变化）下，调试周期短，具有较强的适应性和设备一致性。

2、本实用新型中的位移传感器与液压系统构成一种位置闭环。实际控制中，可通过闭环控制将反馈装置发送的位置反馈信号与理想位置作比较，通过误差与比例增益（将位置误差单元转化为输出电压或电流信号的比率）相乘而对输出产生作用。这样，误差越大，纠正这个误差的输出信号就越大。利用高端控制器的控制原理，用积分（I）增益，微分（D）增益及前馈增益来提高比例（P）增益，即可实现精确的闭环控制。

3、本系统的操作方法较为简单，虽然成本较高，但是适应了轧机的发展方向和操作习惯，具有较为广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电池极片辊压机辊缝位置闭环控制系统液压部分的管路结构示意图。

图2为图1中一侧辊缝调节系统的管路结构示意图。

图3为图1中备用动力源的管路结构示意图。

图4为本实用新型实施例中的一种反馈控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利作进一步的详细说明。

如图1～2所示，一种电池极片辊压机辊缝位置闭环控制系统，包括动力源、高压油路、回油油路以及辊缝调节系统；所述辊缝调节系统包括对应于活动辊两侧的两个伺服液压缸以及用于驱动伺服液压缸的液压伺服控制系统，所述伺服液压缸内设有用于感知液压缸伸长量的位移传感器，所述液压伺服控制系统包括控制模块以及对应于两个伺服液压缸的两套伺服阀和第一溢流阀，所述伺服阀的P口与高压油路连通，所述伺服阀的T口与回油油路连通，所述伺服阀的A口通过无泄漏换向阀与对应伺服液压缸的无杆腔连通，所述伺服阀的B口通过另一无泄漏换向阀与对应伺服液压缸的有杆腔连通，所述伺服阀T口处的回油油路上还设有单向阀，所述第一溢流阀与包含伺服阀和单向阀在内的从伺服阀到单向阀的管路段并联，所述位移传感器、伺服阀、无泄漏换向阀以及第一溢流阀均与所述控制模块连接。

可选的，如图1和3所示，还包括设于所述液压伺服控制系统与所述动力源之间的备用动力源，所述备用动力源包括蓄能器和截止阀，所述截止阀中包括两个球阀和一个第二溢流阀，其中第一球阀与高压油路相连并处于常开状态，第二球阀与回油油路相连并处于常闭状态，第二溢流阀与第二球阀并联，所述蓄能器同时与第一球阀和第二球阀的所在管路连接。

该系统中，动力源可以选用常规的液压动力源，控制模块可以采用常用的PLC控制器，控制程序采用常规的位置闭环反馈调节算法。

具体来说，位置闭环控制就是将持续的反馈和闭环控制相结合。闭环控制将反馈装置发送的位置反馈信号和理想位置作比较。误差与比例增益（将位置误差单元转化为输出电压或电流信号的比率）相乘对输出产生作用。误差越大，纠正这个误差的输出信号就越大。利用高端控制器的控制原理，用积分（I）增益，微分（D）增益及前馈增益来提高比例（P）增益。图4所示的控制系统显示了各种增益因素如何相互结合来完成精确的闭环控制。

整个液压伺服控制系统的控制方式为：当伺服阀接收到PLC指令时，伺服阀右工作位工作，无泄漏换向阀得电，左位工作，溢流阀失电。伺服阀右位工作，高压油通过A口经无泄漏阀的左位进到伺服液压缸的无杆腔，液压缸活塞杆伸出，液压缸内置位移传感器时时检测液压缸的位置，达到目标值时，伺服阀左位工作，高压油通过B口经无泄漏阀的左位进入伺服液压缸的有杆腔，液压缸活塞杆缩回，伺服阀高频换向使液压缸在目标值允许误差范围内保持动态平衡。

该系统中，液压伺服控制系统是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统。在这种系统中，输出量（位移、速度、力等）能自动地、快速而准确地复现输入量的变化规律。与此同时，还对输入信号进行功率放大，因此也是一个功率放大装置。本专利辊缝控制系统借用钢铁轧制行业的成功经验，运用液压系统与磁尺位移传感器的闭环系统，精准控制上下两辊的辊间距离，从而达到极片轧制的要求。

此系统通过高频响应伺服阀控制伺服液压缸压力，利用伺服阀的高频换向功能与装在伺服液压缸内的磁尺位移传感器形成位置闭环，进而控制主缸的行程。此系统在操作侧和传动侧各需要一个伺服阀、一个伺服液压缸以及一个磁尺构成位置闭环，同时需要一个高精度压力传感器显示伺服液压缸的压力值。该压力传感器反应时间最好足够快，采样时间最好快速并且有固定的时间间隔，采样时间通常是常量。伺服液压缸的压力值可以通过单向减压阀实现手动调压，弯缸系统的压力通过高精度手动减压阀来精准控制，手动减压阀的运用可以有效防止弯缸系统对主缸系统产生干扰。

总之，本实用新型利用伺服液压缸内的位移传感器感知辊缝厚度，直接通过位移传感器与液压系统构成基于位置闭环的反馈结构，具有灵活、准确的优点，可以应用于各种不同的工况下，市场应用前景广阔，是对现有技术的一种重要改进。

需要指出的是，以上具体实施方式只是本专利实现方案的具体个例，没有也不可能覆盖本专利的所有实现方式，因此不能视作对本专利保护范围的限定；凡是与以上案例属于相同构思的实现方案，或是上述若干方案的组合方案，均在本专利的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电池极片辊压机辊缝控制系统，包括动力源、高压油路、回油油路以及辊缝调节系统；其特征在于：所述辊缝调节系统包括对应于活动辊两侧的两个伺服液压缸以及用于驱动伺服液压缸的液压伺服控制系统，所述伺服液压缸内设有用于感知液压缸伸长量的位移传感器，所述液压伺服控制系统包括控制模块以及对应于两个伺服液压缸的两套伺服阀和第一溢流阀，所述伺服阀的P口与高压油路连通，所述伺服阀的T口与回油油路连通，所述伺服阀的A口通过无泄漏换向阀与对应伺服液压缸的无杆腔连通，所述伺服阀的B口通过另一无泄漏换向阀与对应伺服液压缸的有杆腔连通，所述伺服阀T口处的回油油路上还设有单向阀，所述第一溢流阀与包含伺服阀和单向阀在内的从伺服阀到单向阀的管路段并联，所述位移传感器、伺服阀、无泄漏换向阀以及第一溢流阀均与所述控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的电池极片辊压机辊缝控制系统，其特征在于：还包括设于所述液压伺服控制系统与所述动力源之间的备用动力源，所述备用动力源包括蓄能器和截止阀，所述截止阀中包括两个球阀和一个第二溢流阀，其中第一球阀与高压油路相连并处于常开状态，第二球阀与回油油路相连并处于常闭状态，第二溢流阀与第二球阀并联，所述蓄能器同时与第一球阀和第二球阀的所在管路连接。