一种锂电材料数字化车间制造技术

本发明专利技术公开了一种锂电材料数字化车间，包括：数字化生产设备层，包含生产智能化设备、传输智能化设备、检验智能化设备和公共基础智能化设备；过程控制层：在智能仿真系统和基于PLC的底层过程控制系统的基础上，基于以工业以太网建立锂电材料生产车间网络系统，构建锂电池材料生产过程数据采集和监控系统，使各智能化设备达到互联和信息互通；生产执行层：以智能优化调度和质量控制为目标建立锂电池材料生产车间智能制造执行系统，实现生产进度管理、物料管理、设备管理、质量管理和智能生产调度。本发明专利技术的锂电材料数字化车间具有信息化程度高、智能化程序高、网络化水平高、生产效率高、生产成本低等优点。

A digital workshop for lithium battery materials

The invention discloses a digital lithium battery material workshop, which includes: digital production equipment layer, including production intelligent equipment, transmission intelligent equipment, inspection intelligent equipment and public basic intelligent equipment; process control layer: on the basis of intelligent simulation system and PLC based bottom process control system, a lithium battery material production workshop network is established based on Industrial Ethernet Network system, to build data acquisition and monitoring system for lithium battery material production process, so that all intelligent equipment can achieve interconnection and information exchange; production executive layer: to establish intelligent manufacturing executive system for lithium battery material production workshop with the goal of intelligent optimal scheduling and quality control, to achieve production schedule management, material management, equipment management, quality management and intelligent production scheduling. The lithium battery material digital workshop of the invention has the advantages of high information level, high intelligent program, high networking level, high production efficiency and low production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种锂电材料数字化车间
本专利技术主要涉及锂电材料
，特指一种锂电材料数字化车间。
技术介绍
锂电材料作为关键的原材料，决定锂电池性能提升的关键，占锂电池成本40％以上。目前锂电材料行业数字化车间正处于高速发展阶段，虽然其大部分设备拥有了自动化、智能化能力，但是大多数时候单个设备之间、设备与系统之间还存在着以下问题：1.锂电材料行业数字化车间各个设备之间独立存在，具有各自的数据接口，彼此存在数据孤立；2.锂电材料行业数字化车间设备种类繁多，数据采集与交互困难，生产运行数据不易集中显示；3.锂电材料行业数字化车间还处于初级阶段，各系统集成厂商还无明确标准，各个设备之间只有子系统，并没有一个大的车间级设备集成系统。因此，车间级的集中控制系统对于整个车间的设备监控、生产运行、故障信息等数据仍需要分别查看，管理者无法简单、明了、方便、快速的掌握量化、准确的生产数据。车间的生产和管理模式仍然停留在传统的电池材料制造车间模式。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种信息化程度高、智能化程序高、网络化水平高、生产效率高的锂电材料数字化车间。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种锂电材料数字化车间，包括：数字化生产设备层，包含生产智能化设备、传输智能化设备、检验智能化设备和公共基础智能化设备；过程控制层：在智能仿真系统和基于PLC的底层过程控制系统的基础上，基于以工业以太网建立锂电材料生产车间网络系统，构建锂电池材料生产过程数据采集和监控系统，使各智能化设备达到互联和信息互通；生产执行层：以智能优化调度和质量控制为目标建立锂电池材料生产车间智能制造执行系统，实现生产进度管理、物料管理、设备管理、质量管理和智能生产调度。作为上述技术方案的进一步改进：所述生产智能化设备包括新型烧结生产线、粉碎分级生产线、干湿混合制粒机、真空加料机、自动筛分机、全自动包装线、自动包装机或除尘设备中的一种或多种；所述传输智能化设备包括AGV搬运机器人、输送链、定位装置或阻挡装置中的一种或多种。所述检验智能化设备包括热分析仪、XRD仪、扫描电子显微镜、ICP测试仪、激光粒度分析仪或比表面测试仪中的一种或多种；所述公共基础智能化设备包括电子看板可视化系统、物流行车、节能型供电系统、节能型红外辐射采暖系统、节能型防暑降温工业风扇或智能化环境感知调节系统中的一种或多种。所述锂电池材料生产过程数据采集和监控系统，用于实时查看各板块的生产进度情况，对生产信息进行查询和统计；其中生产信息包括生产进度、质量、设备故障和工艺参数。所述锂电池材料生产过程数据采集和监控系统包括锂电池材料生产过程综合数字平台，锂电池材料生产过程综合数字平台包含共享内存、实时数据库、关系型数据库以及多类标准的通讯接口，用于存储车间生产全过程数据，异地和实时备份，同时对访问接口进行加密和权限处理。所述锂电材料生产车间网络系统分成现场级、工厂级和企业级三层，包括总线网络、以太网和无线网络，通过专线连接外部网络。所述以太网包括连接PLC、工业PC、现场视频设备的千兆以太网和连接服务器及交换机的万兆以太网；无线网络包括无线局域网和4G广域网。无线网络的无线接入AP支持2.4GHzUHF或5GHzSHFISM频段双频工作，将2.4GHz频段作为室内外覆盖，5G频段作为网络桥接，在利用2.4GHz频段保证覆盖范围的同时，通过5GHz频段提升网络汇接带宽。所述锂电材料生产车间网络系统，利用MPLS技术实现各车间OT子网的互联互通，各楼层交换机下接OT子网汇聚设备，数据通过独立路由传送，实现不同车间控制和生产数据互通。所述锂电材料生产车间网络系统，用于部署专网网管设备监控系统，基于snmp或ICMP分级别部署，实现网络设备可视化管理，设备故障邮件预警、网络及主机设备自动化配置备份、流量智能分析功能。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、提高生产效率：数字化车间具有自动化的特点，可以全天24小时连续工作并保持稳定，相对目前的生产线增加了有效工作时间；另外数字化车间具有信息化的特点，能够自主优化工作节拍、合理设置工作流程，相对目前的生产方式减小了中间转运以及人为时间消耗；这些都大大提高了生产效率。2、降低运营成本：锂电池材料数字化生产线建设提高了生产过程的自动化与信息化程度，大幅度减少了人力成本，降低了原料损耗与设备维护费用，降低了企业运营成本。3、具有高度的可扩展性与柔性：对于已经建好的数字化车间，扩展将变得非常容易，对各个工艺环节都可以根据工艺的改进随时进行扩展，同时生产线具有高度的柔性，任何一个环节都是可以更换或者去除的，加工流程不再是流水线般的模式化，而是可以随时调整的。4、本专利技术的锂电材料数字化车间，规范设备接口、通讯网络、生产运行数据、设备故障数据、数据采集与交互、数据安全管控等要求，实现设备与设备、设备与系统之间的互联互通，对于打通设备信息“孤岛”，推动锂电材料制造过程的数字化、网络化，提升制造核心竞争力；采用的上述方案使锂电材料数字化车间形成标准模式，大大提高信息化、智能化、网络化水平，降低企业生产成本，提高企业的生产效率。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。图2为本专利技术实施例中车间网络系统架构图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。如图1所示，本实施例的锂电材料数字化车间，主要包含三层，分别为数字化生产设备层、过程控制层、生产执行层，1)第一个层次为数字化生产设备(或装置)层，主要包含：①生产智能化设备：新型烧结生产线、粉碎分级生产线、干湿混合制粒机、真空加料机、自动筛分机、全自动包装线、自动包装机、除尘设备等；②传输智能化设备：AGV搬运机器人、倍速输送链、定位装置、阻挡装置等；③检测/试验智能化设备：热分析仪、XRD仪、扫描电子显微镜、ICP测试仪、激光粒度分析仪、比表面测试仪等；④公共基础智能化设备：电子看板可视化系统、物流行车、节能型供电系统、节能型红外辐射采暖系统、节能型防暑降温工业风扇、智能化环境感知调节系统等。2)第二个层次为过程控制层，该层在智能仿真系统、基于PLC的底层过程控制系统的基础上，基于以工业以太网为主建立锂电材料生产车间网络系统，构建锂电池材料生产过程数据采集和监控系统(SCADA)，使锂电池材料车间关键自动化设备及相关模块达到互联和信息互通，并可在车间监控屏上实时查看各板块的生产进度情况，也可对生产信息(如生产进度、质量、设备故障、重要工艺参数等)进行查询和统计。3)第三个层次为生产执行层，该层架构以智能优化调度和质量控制为核心的锂电池材料生产车间智能制造执行系统(MES)，该系统可支持实现锂电池材料生产车间的生产进度管理、物料管理、设备管理、质量管理和智能生产调度等综合生产管理功能，并支持实现MES与锂电池材料生产工艺智能运行优化系统、关键生产过程监控系统，从而可实现生产过程的数字化、柔性化和智能化，缩短制造周期、提高产品质量、降低能耗和生产成本。此外，锂电池材料生产过程综合数字平台包含共享内存、实时数据库和关系型数据库以及多类标准的通讯接口，存储了车间生产全过程数据，数据建立了异地和实时备份，同时对访问接口也进行了加密和权限处理，为上述各层次中的系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电材料数字化车间，其特征在于，包括：数字化生产设备层，包含生产智能化设备、传输智能化设备、检验智能化设备和公共基础智能化设备；过程控制层：在智能仿真系统和基于PLC的底层过程控制系统的基础上，基于以工业以太网建立锂电材料生产车间网络系统，构建锂电池材料生产过程数据采集和监控系统，使各智能化设备达到互联和信息互通；生产执行层：以智能优化调度和质量控制为目标建立锂电池材料生产车间智能制造执行系统，实现生产进度管理、物料管理、设备管理、质量管理和智能生产调度。

【技术特征摘要】
1.一种锂电材料数字化车间，其特征在于，包括：数字化生产设备层，包含生产智能化设备、传输智能化设备、检验智能化设备和公共基础智能化设备；过程控制层：在智能仿真系统和基于PLC的底层过程控制系统的基础上，基于以工业以太网建立锂电材料生产车间网络系统，构建锂电池材料生产过程数据采集和监控系统，使各智能化设备达到互联和信息互通；生产执行层：以智能优化调度和质量控制为目标建立锂电池材料生产车间智能制造执行系统，实现生产进度管理、物料管理、设备管理、质量管理和智能生产调度。2.根据权利要求1所述的锂电材料数字化车间，其特征在于，所述生产智能化设备包括新型烧结生产线、粉碎分级生产线、干湿混合制粒机、真空加料机、自动筛分机、全自动包装线、自动包装机或除尘设备中的一种或多种；所述传输智能化设备包括AGV搬运机器人、输送链、定位装置或阻挡装置中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的锂电材料数字化车间，其特征在于，所述检验智能化设备包括热分析仪、XRD仪、扫描电子显微镜、ICP测试仪、激光粒度分析仪或比表面测试仪中的一种或多种；所述公共基础智能化设备包括电子看板可视化系统、物流行车、节能型供电系统、节能型红外辐射采暖系统、节能型防暑降温工业风扇或智能化环境感知调节系统中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的锂电材料数字化车间，其特征在于，所述锂电池材料生产过程数据采集和监控系统，用于实时查看各板块的生产进度情况，对生产信息进行查询和统计；其中生产信息包括生产进度、质量、设备故障和工艺参数。5.根据权利要求1所述的锂电材料数字化车间，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢礼飞，颜秀文，肖路，段红松，张志伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十八研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43