CN215000981U - 三元前驱体合成控制系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种三元前驱体合成控制系统，包括撬装电控系统单元(1)及撬装泵阀系统单元(2)，所述撬装电控系统单元(1)包括人机接口(101)、控制器(102)、交流伺服(103)，所述撬装泵阀系统单元(2)包括第一球阀(201)、过滤器(203)、磁力齿轮泵(204)、第一针形阀(205)、储能器(206)、第二针形阀(207)、压力变送器(208)、科氏流量计针形。本公开解决了传统工作模式的弊端，采用比例控制模式，完成盐碱氨的流量精确调控。

Description

三元前驱体合成控制系统

技术领域

本新型涉及新能源锂电池制造设备领域，具体是一种三元前驱体合成控制系统。

背景技术

目前前驱体合成工艺调控，以pH调控为主:流量控制系统固定盐液流量和氨水流量，通过将pH电极信号作为反馈输入，对碱液流量进行PID控制，以稳定系统pH值。

同一组工艺参数，合成前驱体产物物化指标不同。由于控制精度不够，导致同一工艺参数的产品重复性差，需要进行人工调整参数以满足合成目标要求。

本新型涉及的三元前驱体合成控制系统，解决了上述传统工作模式的弊端，采用比例控制模式，完成盐碱氨的流量精确调控。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足，本新型提供了一种三元前驱体合成控制系统，实现工艺设备无人值守、减少人工干预次数、统一采集、统一监控、保护停机、远程监测、故障预警，所述三元前驱体合成控制系统、三元前驱体合成控制方法控制精度高、运行安全可靠，提高工作效率和管理水平。

为了达到上述目的，本新型采用的技术方案为：一种三元前驱体合成控制系统，所述三元前驱体合成控制系统包括撬装电控系统单元1及撬装泵阀系统单元2，所述撬装电控系统单元1包括人机接口101、控制器 102、交流伺服103，所述撬装泵阀系统单元2包括第一球阀201、过滤器203、磁力齿轮泵204、第一针形阀205、储能器206、第二针形阀207、压力变送器208、科氏流量计210；

所述人机接口101连接所述控制器102，用户通过所述人机接口101 输入介质的相应的工艺参数；

所述控制器102连接所述交流伺服103，用于根据所述工艺参数控制所述交流伺服103转速，所述交流伺服103控制介质流入；

所述第一球阀201连接所述过滤器203，所述过滤器203连接所述磁力齿轮泵204，所述磁力齿轮泵204连接所述第一针形阀205及储能器 206，所述储能器连接所述第二针形阀207及压力变送器208，所述压力变送器208连接所述科氏流量计210，使得介质自第一球阀(201)流入过滤器203，过滤后的介质进入磁力齿轮泵204升压，再经过全开的第一针形阀205，进入储能管206稳压蓄能、消除水利波动，后经全开的第二针形阀207，进入压力变送器208进行实时压力检测，压力检测后进入科氏流量计210；

所述科氏流量计210输出端连接所述控制器的输入端，用于将计算出的介质测量参数发送至所述控制器。

优选的，所述三元前驱体合成控制系统还包括背压阀209、电磁阀 213、单向阀214、第三球阀215，所述科氏流量计210连接所述背压阀 209，所述背压阀209、第一电磁阀213、单向阀214、第三球阀215依次连接。

与现有技术相比，本新型的优点：与传统的PH值控制模式相比，本方案统一采集、统一监控、紧急停机、远程监测、故障预警，可实现工艺设备无人值守、减少人员干预次数、大幅度提高控制精度，并且本方案性能稳定、运行安全可靠，提高工作效率和管理水平。

附图说明

图1为控制逻辑示意图。

具体实施方式

使本新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本新型实施例中的附图，对本新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示：

一种三元前驱体合成控制系统，包括1、撬装电控系统单元，2、撬装泵阀系统单元，三元前驱体包括：盐、碱、氨三种介质，每种介质都有一套附图撬装泵阀系统，共计结构完全相同的三套，这三种介质最终混合形成三元前驱体合成材料。

撬装电控系统单元1包括人机接口101、控制器102、交流伺服103。人机接口101连接控制器102，用户通过人机接口101输入盐、碱、氨三种介质的相应的工艺参数：金属比例、酸根分子量、碱盐比、氨盐比、反应釜容积、盐流量设定、质量浓度，控制器单元102自动计算出各介质的流量设定参数：设定流量、摩尔质量、质量摩尔浓度、体积摩尔浓度、体积流量、驻留时间。控制器与人机接口之间采用以太网连接，通讯协议采用Modbus TCP/IP协议。

控制器102连接所述交流伺服103，控制器102根据所述流量设定参数确定所述交流伺服103的第一转速控制参数，将第一转速控制参数通过串行通讯的方式输出给交流伺服单元103，所述交流伺服包括金属盐介质的交流拖动电力回路、碱液的交流拖动电路回路、氨水溶液的交流拖动电力回路、也可以包括添加剂介质的交流拖动电力回路。

控制器102是带有三元前驱体专用工艺计算包的专用控制器，与交流伺服之间通过485串行通讯连接，可读写交流伺服的转速频率，采用24VDC 开关信号通过控制器发送给交流伺服，做为启停命令信号，控制器作为 ModbusRTU主站，交流伺服作为ModbusRTU从站，主站与各从站之间采用轮询方式通讯，交流伺服反馈给控制器报警和运行状态信号。

第一球阀201连接所述过滤器203，所述过滤器203连接所述磁力齿轮泵204，所述磁力齿轮泵204连接所述第一针形阀205及储能器206，所述储能器连接所述第二针形阀207及压力变送器208，所述压力变送器208连接所述科氏流量计210。交流伺服103根据所述第一转速控制参数，控制介质首先自球阀201进入过滤器203，球阀202是清洗管路通道，正常时关闭，过滤后的介质进入磁力齿轮泵204升压，经过全开的针形阀205，进入储能管206稳压蓄能、消除水利波动、后经全开的针形阀207，进入压力变送器 208进行实时压力检测，当检测的压力超高时自动停止保护，以免超压后管道或设备破损，而当检测压力过低时，则不足以克服下游管道的压损，压力工作区间内则正常工作，针形阀205和207的作用是缓开缓关，和临时截断介质。

而后介质进入科氏流量计210，科氏流量计210测量得到介质的瞬时流量、密度、温度参数，瞬时流量用于计算流量测量值与流量设定值的偏差，密度用于做流量补偿，温度为监视参数不参与计算。然后介质经背压阀209，背压阀209的作用是使得背压阀前压力被限制在背压阀预先的机械设定值，从而使得背压阀前有压力而且稳定以后，可以防止磁力齿轮泵产生虹吸现象。科氏流量计210将测量得到的参数通过485串行通讯的方式反馈给控制器单元102，控制器单元102通过计算碱流量测量值与流量设定值的偏差，氨的流量测量值与流量设定值的偏差，盐的流量测量值与流量设定值的偏差。使用优化后的PID算法，计算输出第二转速控制参数，作为交流伺服103的输入，最终形成控制闭环，优化后的PID算法本身控制精度为千分之一，交流伺服单元103通过提高或者减少转速使得整体系统10分钟累计偏差值小于千分之三，即实现瞬时流量控制的高精度控制目标。科氏流量计与控制器之间采用485串行通讯连接，通讯协议采用Modbus RTU协议，可读取科氏力流量计的瞬时流量、密度、温度、累计流量。

控制系统还包括球阀211与电磁阀212串联组成回流回路，当电磁阀212 有故障泄露时，可以通过球阀211关闭回流回路，回流回路的作用是当流量未被调节达标时不向下游输送介质，当流量调节达标后，开启电磁阀213，经单向阀214和球阀215向下游输送介质，单向阀214的作用是防止介质倒流，球阀215的作用是停机时截断介质。

对于本领域技术人员而言，显然本新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种三元前驱体合成控制系统，其特征在于，所述三元前驱体合成控制系统包括撬装电控系统单元(1)及撬装泵阀系统单元(2)，所述撬装电控系统单元(1)包括人机接口(101)、控制器(102)、交流伺服(103)，所述撬装泵阀系统单元(2)包括第一球阀(201)、过滤器(203)、磁力齿轮泵(204)、第一针形阀(205)、储能器(206)、第二针形阀(207)、压力变送器(208)、科氏流量计(210)；

所述人机接口(101)连接所述控制器(102)，用户通过所述人机接口(101)输入介质的相应的工艺参数；

所述控制器(102)连接所述交流伺服(103)，用于根据所述工艺参数控制所述交流伺服(103)转速，所述交流伺服(103)控制介质流入；

所述第一球阀(201)连接所述过滤器(203)，所述过滤器(203)连接所述磁力齿轮泵(204)，所述磁力齿轮泵(204)连接所述第一针形阀(205)及储能器(206)，所述储能器连接所述第二针形阀(207)及压力变送器(208)，所述压力变送器(208)连接所述科氏流量计(210)，使得介质自第一球阀(201)流入过滤器(203)，过滤后的介质进入磁力齿轮泵(204)升压，再经过全开的第一针形阀(205)，进入储能管(206)稳压蓄能、消除水利波动，后经全开的第二针形阀(207)，进入压力变送器(208)进行实时压力检测，压力检测后进入科氏流量计(210)；

所述科氏流量计(210)输出端连接所述控制器的输入端，用于将计算出的介质测量参数发送至所述控制器。

2.如权利要求1所述的三元前驱体合成控制系统，其特征在于，所述三元前驱体合成控制系统还包括背压阀(209)、电磁阀(213)、单向阀(214)、第三球阀(215)，所述科氏流量计(210)连接所述背压阀(209)，所述背压阀(209)、第一电磁阀(213)、单向阀(214)、第三球阀(215)依次连接。

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