锂电池材料快速稳定均匀分切的高效系统方案

一、 项目背景

该项目主要为锂电池行业项目，主要对将上到工序已经镀完石墨等材料的正极以及负极大卷材料，通过分切将其均匀分切成18650类型宽度材料方便后续制片机进行极耳焊接以及贴胶使用

二、项目要求

1、生产效率：线速度80m/分

2、张力稳定：将大卷正极以及负极进行分切成卷的过程中，由于极片材料的拉伸性要保证其张力稳定，不能出现过松导致纠偏对齐度出现问题或者过紧导致极片变形甚至断带的问题出现。

3、纠偏：在快速运行过程中，大卷分切成小卷，要保证纠偏快速且稳定的及时响应，保证材料对齐度

三、硬件配置

 

序号	产品名称	型号	备注	数量
1	HMI	IT6070E	人机界面	1
2	PLC	H3U-3232MT	控制器	1
3	AD模块	AM600-4AD	4路AD	1
5	伺服电机	ISMH1-40B30CB-A331Z	400W电机	3
6	伺服驱动器	IS620PS2R8I-IAB-C	400W驱动	3
7	伺服电机	ISMH1-85B15CB-A331Z	850W电机	4
8	伺服驱动器	IS620PS7R6I-IAB-C	850W驱动	4

 

四、方案拓扑图

六、方案说明

采用Canlink控制收卷（上下）以及放卷，采用汇川4AD模块进行采集纠偏传感器反馈电压信号并进行整合，使用PID并基于脉冲方式控制纠偏

（一）方案优点

1、 汇川Canlink通讯基于Canopen连接方式，抗干扰能力强于传统的485，且传输速率最高可达1M，汇川伺服的CN3/CN4口基于Can通讯接口，多台伺服连接一网到底，节省现场大规模接线，减少用户工作量。

2、 采用脉冲+方向控制纠偏步进电机，汇川PLC输出脉冲频率最高可达200K，不降低步进电机细分保证精准度的情况下可以保证快速，稳定的趋近设定的纠偏位置

3、 采用汇川4AD模块，其扫描周期最快可达1ms，能够及时采集纠偏传感器反馈电压，并结合汇川H3U PLC，采用集成指令PID功能，减少采样周期的情况下，能够实时刷新PID MV变化时反馈值的数据采集，满足客户对于纠偏的快速响应以及稳定变化。

4、 采用转矩模式进行控制收放卷，使用Canlink的形势下，对于用户需要的设定转矩以及显示当前转矩以及转矩对应的限制速度可以很直观的通过通讯进行写入。

（二）现场难点问题及解决方案说明

1、 收放卷设定转矩跟随卷径变化

收放卷采用为转矩控制模式，现场无测量卷径的传感器介入，当实际转动过程中，放卷卷径变小，收卷卷径变大，所以要根据实际的卷径变化适时调整设定转矩的大小（收卷设定转矩加大，放卷设定转矩减小），通过已知牵引N以及D的情况下推算收放卷的卷径变化并进行线性关系对应实现设定转矩变化，以此保证线速度恒定。并通过该公式可以推导简单卷径测量，从而实现当收卷卷径大于客户要求时实现自动停机处理

2、 纠偏响应

现场采用传感器采集电压，作为PID反馈值，整合MV以脉冲方式进行控制纠偏处理，对于纠偏既要满足快速响应误差，也要保证稳定后不大范围振荡，所以针对输出值MV，我们通过PID的目标与反馈的差值绝对值进行比较实现多段MV限制情况，从而实现相差远快速整定，相差近，稳速控制的应用

       责任编辑：lq