一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法技术

本发明专利技术提供了一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法，属于蓄电池极板固化室温湿度自动控制领域。该方法包括如下步骤：首先在触摸屏内预存i组常用工艺数据，并选取一组数据作为当前运行工艺参数；然后进入自动控制模式，控制系统CPU按照设定的温湿度智能控制策略，自动调入温湿度控制程序，按照各工艺区段预定的时间依次完成固化、干燥工序；最后在不同工艺区段，待系统稳定后，通过上位机对当前工况PID参数进行自整定，并把整定后的最优参数自动存入CPU内存中。该方法提升了控制系统在参数或状态变化时对运行工况的适应能力，具有温湿度控制精度高，系统响应快、超调小、节约能源等优点。

A method to improve the humidity control accuracy of battery plate curing at room temperature

【技术实现步骤摘要】
一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法
本专利技术主要涉及到蓄电池极板固化室温湿度自动控制领域，特指一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法。
技术介绍
在铅酸蓄电池制造过程中，生极板固化、干燥是一个非常重要的工序，它关系到铅酸蓄电池的容量大小和寿命长短。在整个固化过程中，固化室内温度、相对湿度等工艺参数的精确控制，直接影响着铅膏的物理化学反应，从而对极板质量及理化性能指标的一致性将产生重要影响，进而影响组装后蓄电池整体质量。目前国内外蓄电池固化室温湿度已实现了计算机控制，其控制方法多采用比较法，即用给定值与温湿度传感器实测值相比较，当实测值高于给定值时停止加热、加湿，低于给定值时起动加热、加湿装置；也有企业在温度控制中应用了PID控制器，但PID参数多凭技术人员经验设定。这些控制方法简单，便于实现，存在的主要问题是：在固化、干燥的不同阶段，系统对运行工况的适应性差，温湿度控制超调严重、精度不高。由于固化室内环境是一个非线性并具有滞后特点的复杂系统，采用现有控制方法在参数或状态变化时易产生较大误差，控制效果并不理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于：针对现有蓄电池极板固化室温湿度控制系统对运行工况适应性差、在参数或状态变化时被控量温湿度易超调严重、误差较大、从而影响极板质量的不足，本专利技术提供了一种运用智能控制策略，能够在极板固化过程不同工艺阶段对PID参数进行自整定，并自动调入优化整定后的参数，提高固化室内复杂工况下温湿度控制精确的方法，保证了极板固化阶段理化性能指标的一致性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法，其特征在于包括如下步骤：S1：在触摸屏内预存i组常用工艺数据，并选取一组数据作为当前运行工艺参数。所述i组常用工艺数据以Pi组号表示，其中i总共不少于20组；每个Pi组号内又分成N个不同工艺区段，其中N为自1开始递增的自然数；每个工艺区段内的当前工艺参数包括如下参数设定值：温度、湿度、时间、固化/干燥、风机速度，温度增益、温度积分时间、温度微分时间、湿度增益、湿度积分时间、湿度微分时间，水雾加湿器开闭阈值、排湿风门开闭阈值、降温风门开闭阈值。S2：进入自动控制模式后，控制系统CPU读取当前工艺区段设定的参数，根据输入模块采集的固化室温湿度传感器反馈的当前值，按照设定的温湿度智能控制策略，自动调入温湿度控制程序，按照各工艺区段预定的时间依次完成固化、干燥工序。所述温湿度智能控制策略，包括如下流程：a.对于温度控制，正常情况下由温度PID调节器控制SSR智能控制器，通过调节固态SSR加热电流实现固化室内温度精确控制；当室内实际温度值高于设定值或从高温工艺段进入中低温工艺段时，CPU对温度偏差et与设定的降温风门开闭阈值e3进行比较，当et≤e3时则打开降温风门降温。b.对于湿度控制，若当前工艺段湿度设定值≥80%，则采用喷水雾和蒸汽加湿相结合的方式，CPU对湿度偏差eh与设定的水雾加湿器开闭阈值e1进行比较，当eh≥e1时则打开水雾加湿器，蒸汽加湿则由湿度PID调节器控制电动比例阀，通过调节进入固化室内蒸汽流量实现湿度精确控制；若当前工艺段湿度设定值＜80%，则采用喷水雾加湿方式，当eh＞0时则打开水雾加湿器；当室内实际湿度值高于设定值或从高湿工艺段进入中低湿工艺段时，CPU对eh与设定的排湿风门开闭阈值e2进行比较，当eh≤e2时则打开排湿风门、开启排湿风机降低湿度。S3：在不同工艺区段，待系统稳定后，通过上位机对当前工况PID参数进行自整定，并把整定后的最优参数自动存入控制系统CPU内存中。所述对当前工况PID参数自整定，由上位机预装编程软件的PID调节控制面板实现，并将推荐的整定值应用到实际控制中。进一步的，PID参数自整定时，先整定温度PID回路，待温度值稳定后再整定湿度PID回路。进一步的，通过如下方式提高蓄电池极板固化室内温度控制精度：由热电阻A/D模块采集温度传感器实时数据并上传给CPU，CPU根据给定工艺参数与温度传感器反馈值自动选择调用降温风门开闭程序和温度PID控制程序，通过继电器、电磁阀控制降温风门开闭，通过D/A模块和SSR智能控制器调节固态SSR电加热器电流，，从而实现固化室内温度的精确控制。进一步的，通过如下方式提高蓄电池极板固化室内湿度控制精度：采用干湿球法测量相对湿度，由热电阻A/D模块采集湿度传感器实时数据并上传给CPU，CPU根据给定工艺参数与湿度传感器反馈值自动选择调用喷水雾加湿程序、蒸汽加湿PID控制程序和排湿程序，通过继电器和电磁阀控制喷水雾加湿器和排湿风门开闭，通过继电器和接触器控制排湿风机运行与停止，通过D/A模块、比例阀控制蒸汽加湿器流量，从而实现固化室内湿度的精确控制。进一步的，通过如下方式提高蓄电池极板固化室内温湿度的均匀一致性：按照给定工艺参数要求，由CPU和D/A模块通过变频器控制循环风机转速。本专利技术的有益效果为：在控制方法中应用了智能控制策略，针对固化、干燥不同阶段湿度值要求不同，能够根据工艺流程设定参数的变化做出快速响应，自动选择加湿方式，即实现了湿度设定值较高时的快速加湿，又保证了其控制精度；通过对蓄电池极板固化过程中不同工艺阶段PID参数进行自整定，并将推荐的整定值应用到后续工况类似的工艺中，提升了控制系统在参数或状态变化时对运行工况的适应能力，该方法具有温湿度控制精度高，系统响应快、超调小、节约能源等优点，满足了对极板质量及理化性能指标的一致性要求，在实际生产中已取得了良好效果。附图说明图1为提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法流程示意图。图2为蓄电池极板固化室电气控制系统结构示意图。图3为蓄电池极板固化室温湿度智能控制策略示意图。。具体实施方式以下将结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细描述。蓄电池极板固化工艺一般采取分阶段固化的方式，根据极板固化中PbO氧化的基本情况，把固化分为若干个阶段：第一个阶段控制在15h以内，这阶段中PbO大量氧化，前段用低温度、高湿度固化，后段用高温度、高湿度固化；第二阶段为8～10h，直接用中温固化，适当降低相对湿度；第三阶段为10—15h，用中温固化，适当再降低相对湿度；第四阶段为24—30h，为干燥阶段，相对湿度保持较低。由于四个阶段温湿度设定值不同，尤其是湿度设定值变化较大，不同阶段固化室内工况也会有较大变化，对于温湿度控制，若采用比较法或仅凭技术人员经验采用预先设定比例增益、积分时间、微分时间参数的PID调节器，其控制效果并不理想。为了提高复杂工况下温湿度控制精度，本实施例公开了一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法，如图1所示，具体包括如下步骤：S1：在触摸屏内预存i组常用工艺数据，并选取一组数据作为当前运行工艺参数。首先，利用工控嵌入版组态软件的配方功能组态i个配方组，每个配方组以Pi组号表示，其中i总共不少于20组；每个Pi组号内又分成N个不同工艺区段，其中N为自1开始递本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法，其特征在于包括如下步骤：/nS1：在触摸屏内预存i组常用工艺数据，并选取一组数据作为当前运行工艺参数；/nS2：进入自动控制模式后，控制系统CPU读取当前工艺区段设定的参数，根据输入模块采集的固化室温湿度传感器反馈的当前值，按照设定的温湿度智能控制策略，自动调入温湿度控制程序，按照各工艺区段预定的时间依次完成固化、干燥工序；/nS3：在不同工艺区段，待系统稳定后，通过上位机对当前工况PID参数进行自整定，并把整定后的最优参数自动存入控制系统CPU内存中。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：在触摸屏内预存i组常用工艺数据，并选取一组数据作为当前运行工艺参数；
S2：进入自动控制模式后，控制系统CPU读取当前工艺区段设定的参数，根据输入模块采集的固化室温湿度传感器反馈的当前值，按照设定的温湿度智能控制策略，自动调入温湿度控制程序，按照各工艺区段预定的时间依次完成固化、干燥工序；
S3：在不同工艺区段，待系统稳定后，通过上位机对当前工况PID参数进行自整定，并把整定后的最优参数自动存入控制系统CPU内存中。


2.根据权利要求1所述的提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法，其特征在于：所述i组常用工艺数据以Pi组号表示，其中i总共不少于20组；每个Pi组号内又分成N个不同工艺区段，其中N为自1开始递增的自然数；每个工艺区段内的当前工艺参数包括如下参数设定值：温度、湿度、时间、固化/干燥、风机速度，温度增益、温度积分时间、温度微分时间、湿度增益、湿度积分时间、湿度微分时间，水雾加湿器开闭阈值、排湿风门开闭阈值、降温风门开闭阈值。


3.根据权利要求1所述的提高蓄电池极板固化室温湿度控制精度的方法，其特征在于：所述温湿度智能控制策略，包括如下流程：
a.对于温度控制，正常情况下由温度PID调节器控制SSR智能控制器，通过调节固态SSR加热电流实现固化室内温度精确控制；当室内实际温度值高于设定值或从高温工艺段进入中低温工艺段时，CPU对温度偏差et与设定的降温风门开闭阈值e3进行比较，当et≤e3时则打开降温风门降温；
b.对于湿度控制，若当前工艺段湿度设定值≥80%，则采用喷水雾和蒸汽加湿相结合的方式，CPU对湿度偏差eh与设定的水雾加湿器开闭阈值e1进行比较，当eh≥e1时则打开水雾加湿器，蒸汽加湿则由湿度PID调节器控制电动比例阀，通过调节进入固化室内蒸汽流量实现湿度精确控制；若当前工艺段...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继修，王秀梅，白智峰，
申请(专利权)人：济宁职业技术学院，
类型：发明
国别省市：山东;37