电气自动化设备及自动化控制技术分析

电气自动化设备及自动化控制技术分析

陈启民

深圳市诚捷智能装备股份有限公司，广东深圳 518000

摘要：随着我国科学技术的不断进步，电力装备自动化程度不断提高，功能不断完善。电力装备在现代工业生产中起着不可缺少的作用。这样不仅可以保证企业的高效率，而且可以促进企业的未来发展。因此，各大企业都非常重视电控技术的发展与应用，并常常运用各种先进的手段来维护电控技术。这两个领域之间有密切的关系，从而使我们能够最大限度地实现自动化。本文主要针对电池卷绕机及自动化控制技术在其中的应用进行分析。

关键词：电气自动化设备；自动化控制技术；电池卷绕机

引言

电控技术是一门新兴的自动控制技术，它将计算机、电子信息、单片机等技术结合在一起。电控技术是一项关系到国家经济发展的重大技术。这也有许多好处。比如，它具有很高的安全性和可靠性，从而极大地减少了人工费用和提高了生产力。电控技术在满足各种生产需求方面有着很好的应用前景。所以，在现代企业的发展进程中，主动地将电控技术引入到企业的发展之中，是非常必要的。在将来，这种技术将会被广泛应用于医疗，教育，交通等各个行业。

一、电池卷绕机及其在电池生产中的重要性

电池卷取装置是电池卷取装置的主要组成部分。它主要是用来把正、负极材料、隔膜等层层堆积起来，然后把这些材料缠绕起来，最后就可以把电池堆起来了。蓄电池缠绕设备的自动化程度和精确控制是蓄电池生产过程中的重要环节。自动卷筒机的功能，提高了生产效率。传统的人工作业方式，耗费了大量的人力、物力、效率低下、易发生差错。而自动卷取机则能实现连续稳定地生产，大幅度降低人工费用，同时还能实现快速地卷取，提高生产效率。采用自动控制技术，确保了电池卷筒的精度与连贯性。采用移动控制算法及伺服马达，可使电池卷绕机的移动轴线位置及速度调整，以保证叠层材料的精确位置及缠绕。张力控制系统能够对缠绕速度和张力力度进行实时调节，保证了正、负极材料和隔膜之间的张力都是相同的，因此可以生产出具有均一性、稳定性的电池片【1】。该设备的自动化程度较高，保证了产品的安全、可靠生产。利用该系统，实现了对电池缠绕过程中的正、负极物质、膜片等的自动辨识与探测，实现了对电池缠绕过程中出现的异常现象的实时预警与处理。同时，该系统还能对关键参数，如温、湿度、压力等进行实时监测，并对其进行实时监测，从而实现对生产过程中出现的各种问题的及时处理，保证了生产过程的安全可靠。最终，实现了电池组缠绕设备的自动调度，改善了流水线的协调配合，提高了生产效率。电池流水线一般由多个工序、多设备组成，自动化调度系统能够实现多设备的智能化调度与协调，实现流水线的作业次序与生产速率的优化，从而提升流水线的生产效率与资源利用率。

二、自动化控制技术在电池卷绕机中的应用

2.1传感器技术

将传感技术应用于电池缠绕设备，实现了对电池片、隔膜的位置、张力等参数的实时监控与控制，保证了缠绕过程的精度与一致性。比如，设置一个定位感应器，就能准确地感受到电池片的定位，同时也能实时地调节绕线器的运行参数，以保证电池片的正确缠绕。同时，在绕线机上加装了压力传感器，可实时监控电池膜片的拉力情况，并基于所得到的数据，自动调节绕线机的运行速率及拉力，确保了绕线机的稳定及品质。同时，该传感技术还能对电池组在缠绕过程中的电阻、电压、电流等重要参数进行实时采集与分析。为生产厂家优化、改善电池缠绕过程、提升产品质量提供依据。比如，通过对电瓶的电阻和电压变化的监测，就能在电瓶的缠绕时，及时地发现不正常的状况，从而作出相应的调整，防止出现不合格的电瓶。此外，藉由采集与分析所产生的电流资料，可评估与管理蓄电池缠绕器之能量消耗，进而提升蓄电池缠绕器之能量利用率。在实现对设备进行实时监控的同时，也可对设备进行故障诊断和诊断。当蓄电池缠绕装置发生异常时，该装置能发出报警信号，使蓄电池缠绕装置自动停止运转，从而避免意外【2】。比如，在电池缠绕装置发生超负荷或温度不正常的情况下，故障感应器就会立刻报警，以便操作人员能在最短时间内对电池缠绕装置进行检修，从而防止电池缠绕装置的损坏，使生产无法正常进行。

然而，将传感器技术应用于电池卷绕机中也存在一些挑战。首先，传感器的选择和布置需要经过细致地设计和测试，以确保传感器能够准确感知和监测所需的参数。其次，传感器的数据采集和处理涉及大量的数据存储和计算，在数据传输、处理和存储方面需要考虑到传感器的准确性和实时性。此外，传感器的可靠性和耐用性也是一个不容忽视的因素，传感器的寿命和稳定性对于设备的长期稳定运行和生产质量具有重要意义。

2.2机械控制系统

将机械控制系统应用于蓄电池卷绕机上，可对蓄电池块、蓄电池隔膜进行自动复位。采用精密的定位机构，使机器能够按照预先设定的位置参数，准确地控制缠绕机构的动作，实现了电池片、电池片在缠绕时的准确对准。从而提高了电池片、电池片的缠绕质量，保证了产品的连贯性及稳定性。采用机械式控制系统，可使蓄电池缠绕工艺实现自动控制。采用伺服马达、步进马达及其他先进的机电驱动方式，对马达的速度及运动轨迹进行准确

地控制，从而达到对电池组及电池组膜片的自动缠绕。这种方法能极大地降低手工作业的工作量，并能极大地提高工作效率。机械控制系统还可以实现电池卷绕过程中的自动纠偏。在电池组缠绕时，因物料性质或操作不当，会使电池组与电池组的隔膜产生偏差。机器控制系统能感应并监控绕线时的偏移，并能自动纠正偏移，保证绕线时电池片、电池片的准确定位及对齐，从而保证绕线时的品质。

然而，机械控制系统在电池卷绕机中的应用也面临一些挑战。首先，机械控制系统的设计和调试需要专业的知识和经验，以确保电机和传动装置的稳定运行和精确控制。其次，机械控制系统的可靠性和耐用性对于长期运行和生产的稳定性至关重要。电池卷绕机的工作环境往往比较恶劣，包括高温、高湿等，机械部件需要具有足够的耐腐蚀和耐磨损能力。此外，机械控制系统的故障排除和维修也需要专业的技术和设备，以减少生产中断和维修成本。

2.3自动化控制算法

自动控制算法是电池组绕线机的核心部件，通过将自动控制算法引入到电池组绕线机中，可以实现对电池组绕线速度的自动调整。通过对缠绕过程中电阻、电压、电流等关键参数的采集与分析，实现对缠绕质量的自动控制，实现对缠绕速度与张力的自动调整，从而实现对缠绕质量的优化。从而提高了电池的缠绕性能，降低了生产过程中的人为失误。

另外，利用该自动控制算法，可以实现在缠绕过程中对钢丝绳的自动控制。通过对电池膜片上的张力值的采集与分析，实现了基于张力值的自动控制，并对张力轮位置、张力轮压力等进行了调节，使电池膜片始终处于一个恒定的张力值。该方法可有效防止电池隔板过大或过松，并可改善电池的包线质量及均匀性。此外，采用自动控制算法，也能对绕线过程进行自动校正。在电池组缠绕时，因物料性质或操作不当，会使电池组与电池组的隔膜产生偏差。自动控制算法能够对缠绕过程中的偏移状态进行实时检测，从而实现对偏移的自动校正，并调节缠绕设备的运行参数，从而使得电池组和电池组在缠绕过程中始终处于正确的位置并对齐状态。这对改善产品的品质，提高产品的稳定性具有积极的作用【3】。

但是，将自动控制算法用于蓄电池卷取机还存在着许多问题。首先，针对不同类型、尺寸的电池缠绕要求，在对其缠绕过程有较深入了解的基础上，进行自动控制算法的设计与调试。其次，为了确保系统的精度与实时性，在实现自动控制算法时，必须收集到海量的实时数据，并且要经过繁琐地运算与处理。另外，在实际应用中，为了满足实际应用的需求，需要对自动控制算法进行反复地试验与验证。

三、结束语

整体而言，自动控制技术的运用对蓄电池缠绕设备的发展有很大的益处。该方法可有效地提高生产效率，使缠绕过程更准确，更有效率，同时也可确保产品品质的一致性。同时，该系统的自动控制技术也将对电池生产工业的发展起到关键支撑作用，促进电池技术的进步与革新。随着自动控制技术的不断发展与应用，电瓶缠绕设备必将向智能、高效的方向迈进。

参考文献：

[1]詹敏, 陈明, 吴福楼,等. 基于传感器技术的电池卷绕机自适应控制与优化研究[J]. 机械设计与制造工程, 2016, 45(7): 207-209.

[2]洪策, 姚学伟, 杨丹,等. 电池卷绕机自动化控制技术的研究与应用[J]. 机械制造与自动化, 2015, 44(4): 95-96.

[3]周波, 张斌, 邓大鹏. 电池卷绕机自动化控制系统应用研究[J]. 电子技术导报, 2014, 32(4): 152-155.