锂电池叠片机张力与纠偏控制技术研究

锂电池叠片机张力与纠偏控制技术研究

陈焖

东莞库柏电子有限公司-伊顿科技广东东莞523000

[摘要]本文主要从叠片机的张力及纠偏的控制系统优化设计、张力及纠偏的控制系统仿真模拟入手，对锂电池的叠片机实际张力及纠偏的控制技术，进行了深度的分析与研究。从而能够充分发挥张力及纠偏各项控制技术功能优势，提升锂电池的叠片机实际张力及纠偏的控制效果，以生产出高质量的锂电池，推动我国锂电设备在新时期的优速发展。

[关键词]锂电池；叠片机；张力；纠偏；控制技术；研究；

前言：

锂电池（LithiumCell），它主要是由锂合金或锂金属等为负极的材料，应用非水电性解质溶液的一类电池。通常情况下，锂电池主要分为锂离子类电池与锂金属类电池。锂离子类电池，并不含有一定金属态锂，且可充电。在一定程度上，锂离子类电池相比较于锂金属类电池具有较高的安全性及自放电率，在全球实现了广泛性的应用。叠片机（Laminationmachine），为锂电池生产制造期间最为核心的锂电设备之一，对于锂电池生产质量起着至关重要的作用。那么，为了能够生产出高质量的锂电池产品，就需我国锂电设备制造业提高对叠片机的重视程度，尤其是针对于叠片机的张力及纠偏的控制技术，进行系统化的研究，对叠片机的张力及纠偏的控制系统进行仿真的建模设计、仿真模拟，以从根本上提升叠片机的张力及纠偏的控制效果，生产出最具各项性能优势的锂电池产品，进一步推动我国锂电池制造业的快速发展。

1、张力及纠偏的控制系统优化设计分析

1.1系统选型

1.1.1控制器的选型

在自动化的工业当中，可编程的逻辑性控制器（PLC）为常用性控制器。它的基本特征包含着较高的性价比、较强的功能性、较为简洁化的编程及操作等。同时，它可实现对上百个的伺服轴控制，具有着较强的抗干扰性及可靠性，便于后期的调试及维修，在我国工业领域中实现了广泛性的应用。本次研究主要是以可编程的逻辑性控制器（PLC）为控制器，来进度控制系统总体方案的优化设计。通过与国外可编程的逻辑性控制器（PLC）各项性能的对比分析，确定选择汇川的AM600当中中型可编程的逻辑性控制器（PLC），如图1所示，为其所具备的基本性能。汇川的AM600当中中型可编程的逻辑性控制器（PLC），其内置为高速I/O，有着16通道的200K高速的输入及8通道的200K高速性输出，能够支持4轴的脉冲性运动控制，大体上可满足于本次设计研究的各项要求。

图2叠片机的旋转电机基本型号及规格示图

1.2方案设计

1.2.1搭建张力及纠偏的控制系统

本次研究的主控制器为AM600，利用触摸屏来实现与用户之间的交互，包含着高速的I/O系统模块、外部扩展的I/O系统模块，如图3所示，为锂电池的叠片机实际张力及纠偏的控制系统整体架构。外部扩展的I/O系统模块，它主要是应用于触电开关及外接的传感器，要求其具备较高的反应速度，充分满足于高速的I/O系统模块运行需求。高速的I/O系统模块，其主要应用于接收该纠偏性传感器所有反馈的信号，利用所设定的偏差来比较及确定最终的纠偏量。

图3叠片机实际张力及纠偏的控制系统架构示图

1.2.2张力控制

针对于叠片机实际张力的控制，需从以下几个方面入手：其一，腰带实际传送期间，中线的速度必须保持恒定，以确保张力的稳定性；其二，确保叠片平台、隔膜储料、放卷电机之间可协调与同步进行控制运动，以实现叠片机集中化的张力控制。那么，针对于这两点可充分利用电子凸轮的控制建模入手，切实地提升叠片机对张力的有效性控制。对于电子凸轮的控制建模，如图4所示，通过电子凸轮控制建模来实现张力摆杆的恒定转矩优化控制。

图5纠偏控制系统的整体架构示图

2、张力及纠偏的控制系统仿真模拟

2.1张力摆杆的波动轨迹仿真模拟

在相对理想的条件下，张力摆杆会处于平衡性的静止状态。那么，在恒扭矩的伺服电机实际作用之下，张力维持恒定。但是，基于叠片的平台其与储料轴的伺服系统通常会存在着一定的误差，随着误差的变化建模的精准性会随着降低。因而，需对张力摆杆的波动进行仿真模拟，如图6所示，为张力摆杆的波动轨迹仿真模拟曲线图。通过该仿真模拟张力摆杆的波动曲线图即可掌握张力摆杆的波动轨迹变化情况，实现对叠片机实际张力有效性控制。

图7纠偏系统的模糊性控制仿真模拟架构示图

3、结语

综上所述，为了能够进一步提升锂电池的叠片机实际运行效率，提升锂电池产品的生产质量，就需相关技术人员积极投身于实践研究当中，探索出叠片机的张力及纠偏性控制技术最佳的提升路径，提升叠片机的张力及纠偏性控制效果，生产出各项性能符合广大使用者现实需求的锂电池，为我国锂电设备制造业的长期发展奠定基础。

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