电解铜箔面密度均匀性在线控制系统与控制方法技术方案

本发明专利技术涉及电解铜箔面密度均匀性在线控制系统与控制方法，该在线控制系统包括多个分别接入沿生箔机阴极辊宽度方向并排排列在生箔机阳极槽上的多个分液管道的电磁流量阀；与所述多个电磁流量阀分别电连接的控制器；在线测厚仪；与所述在线测厚仪以及控制器均信号连接的系统主机，用于该在线控制系统的的控制方法，包括：面密度采集步骤，数据特征计算步骤，工程能力计算步骤，与PID控制步骤。该在线控制系统与控制方法通过在线测厚仪测量数据反馈调节安装在对应位置的分液管道上的电磁流量控制阀，实现对铜箔面密度的实时监控、闭环控制，提高了调节效率与稳定控制精度，可以满足生产高标准铜箔的要求。生产高标准铜箔的要求。生产高标准铜箔的要求。

【技术实现步骤摘要】
电解铜箔面密度均匀性在线控制系统与控制方法


[0001]本专利技术涉及电解铜箔生产工艺领域，具体涉及电解铜箔面密度均匀性在线控制系统与基于该在线控制系统的控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的发展，市场对锂电池的需求旺盛，电解铜箔作为锂电池内部的集流体与负极载体是重要的生产材料之一，并且随着对锂电池的容量、轻量化等性能要求的提高，要求采用更薄的电解铜箔，厚度一致性要求也更高，铜箔厚度生产中常用面密度衡量。
[0003]目前对铜箔面密度的生产控制是通过设定好生产工艺参数后进行试生产，沿阴极辊运转方向取试生产小样测量铜箔面密度，根据测量结果调节每个分液管道的流量，再次取样测量，直至铜箔面密度达标后开始正式生产。整个生产过程处于开环控制中，生产过程中无法实时监控调整铜箔厚度，在设备本身工程能力不足或者发生设备异常的情况下，极易发生批量质量问题，尤其在对铜箔要求越来越高的当下，已经不能满足生产高标准的电解铜箔的要求。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术问题，本专利技术提供一种电解铜箔面密度均匀性在线控制系统与基于该在线控制系统的控制方法。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种电解铜箔面密度均匀性在线控制系统，该在线控制系统与电解铜箔生箔机集成，包括：
[0007]多个电磁流量阀，所述多个电磁流量阀中的每个电磁流量阀分别接入沿生箔机阴极辊宽度方向并排排列在生箔机阳极槽上的多个分液管道；
[0008]在线测厚仪，该在线测厚仪设置在所述生箔机的阴极辊与收料辊之间铜箔的前进路线上，所述在线测厚仪横跨铜箔宽度方向设置；
[0009]控制器，该控制器与所述多个电磁流量阀分别电连接，用于分别控制所述多个电磁流量阀中的每个电磁流量阀的流量；
[0010]系统主机，该系统主机与所述在线测厚仪以及控制器均信号连接，能够根据所述在线测厚仪反馈的面密度数据，向所述控制器发出控制指令。
[0011]具体的，所述多个电磁流量阀均为PVC电磁球阀，所述在线测厚仪使用激光测厚仪。
[0012]以及一种基于上述电解铜箔面密度均匀性在线控制系统的控制方法，其特征在于，对于每一个分液管道，包括：
[0013]控制限确定步骤，取铜铜箔规格范围[ρ
dn
,ρ
up
]内的一个子集作为控制限
[0014]面密度采集步骤，控制所述在线测厚仪沿铜箔宽度方向进行一次测量，采集该分液管道对应宽度方向位置的铜箔厚度d，计算该分液管道位置的面密度当前值：
[0015][0016]这里，n表示本次测量为生产过程的第n次测量过程，ρ为铜的密度；
[0017]数据特征计算步骤，对于该分液管道对应宽度方向位置的面密度测量值，依次计算至当前测量过程其面密度测量值的平均值与标准差s
n
；
[0018]工程能力计算步骤，根据在线膜厚仪采集的面密度数据计算生箔机在该分液管道上的工程能力，以区间其中为能力下限，为能力上限；
[0019]PID控制步骤，将生箔机在该分液管道上的工程能力与生产铜箔的控制限比较，其中为控制下限，为控制上限，
[0020]若
[0021][0022]不介入PID控制，
[0023]若
[0024]或
[0025]则介入PID控制；
[0026]具体的，所述数据特征计算步骤为
[0027]对于该分液管道，计算其至当前测量过程的面密度测量值的平均值为：
[0028][0029]计算当前测量过程的面密度测量值的标准差s
j
·
n
为：
[0030][0031]其中，T
n
为计算中间量，即当前测量过程的面密度测量值的方差，下标(n
‑ꢀ
1)表示上一测量步骤中对应数据特征的计算结果。
[0032]具体的，所述工程能力计算步骤包括：
[0033]初始计算步骤，根据往次生产数据或者试运行生产数据或者上次调节结束后的生产数据测定该生箔机生产规定厚度铜箔的面密度均值与标准差s
cp
，则所述能力下限所述能力上限区间区间即为生箔机的工程能力。
[0034]优选的，所述工程能力计算步骤还包括：
[0035]过程中能力计算步骤，计算系统从PID控制过程开始后的连续m组,每组l个数据，这里对m组数据是否连续没有要求，计算组内l个数据的均值与标准差s
in
‑
p
,计算组间
均值与标准差s
cr
‑
pl
，则所述能力下限，则所述能力下限所述能力上限
[0036]优选的，所述PID控制步骤中，PID调节的比例调节系数K
p
根据生产过程的标准差s
n
确定，其关系为其中的a，b，K
′
p
根据为预定的系数。
[0037]优选的，所述预定系数a，b满足且其中，为s
n
历史记录最大值，为s
n
历史记录最小值。
[0038]本专利技术的电解铜箔面密度均匀性在线控制系统具有以下优势：
[0039]1.通过在线测厚仪测量铜箔厚度，并根据在线测厚仪测量数据反馈调节安装在对应位置的分液管道上的电磁流量控制阀，实现了闭环控制，控制精度可以满足生产高标准铜箔的要求。
[0040]2.通过系统主机对在线测厚仪测量数据的处理可以实现对铜箔面密度的实时监控与记录，为过程监控、数据分析、质量提升提供了参考。
[0041]3.能够实时掌握生箔机工程能力，并通过PID控制原理对铜箔厚度实行精细化控制，保证了控制精度，将确定工程能力的面密度标准差指标与PID控制中的比例调节系数绑定，使控制参数能够根据控制前生箔机的稳定性情况调节，提高调节效率，加速调节过程驱向稳定。
附图说明
[0042]图1为本专利技术在生箔机上的安装示意图；
[0043]图2为本专利技术的在线控制系统示意图；
[0044]图3为本专利技术的控制过程曲线图。
[0045]图中：
[0046]21阳极槽；22阴极辊；23铜箔后处理系统；24收卷系统；25阴极辊处理装置；
[0047]1在线测厚仪；2系统主机；3控制器；4电磁流量阀；
[0048]P分液管道；W铜箔。
具体实施方式
[0049]以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。
[0050]本专利技术中的电解铜箔面密度均匀性在线控制系统(下文称在线控制系统)安装在现有的电解铜箔生箔机上，包括在线测厚仪1，系统主机2，控制器3以及多个分别安装于各分液管道P的电磁流量阀4。
[0051]图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解铜箔面密度均匀性在线控制系统，该在线控制系统与电解铜箔生箔机集成，其特征在于，包括：多个电磁流量阀，所述多个电磁流量阀中的每个电磁流量阀分别接入沿生箔机阴极辊宽度方向并排排列在生箔机阳极槽上的多个分液管道；在线测厚仪，该在线测厚仪设置在所述生箔机的阴极辊与收料辊之间铜箔的前进路线上，所述在线测厚仪横跨铜箔宽度方向设置；控制器，该控制器与所述多个电磁流量阀分别电连接，用于分别控制所述多个电磁流量阀中的每个电磁流量阀的流量；系统主机，该系统主机与所述在线测厚仪以及控制器均信号连接，能够根据所述在线测厚仪反馈的面密度数据，向所述控制器发出控制指令。2.如权利要求1所述的电解铜箔面密度均匀性在线控制系统，其特征在于，所述多个电磁流量阀均为PVC电磁球阀，所述在线测厚仪使用激光测厚仪。3.一种基于权利要求1
‑
2任一项所述的电解铜箔面密度均匀性在线控制系统的控制方法，其特征在于，对于每一个分液管道，包括：控制限确定步骤，取铜箔规格范围[ρ
dn
,ρ
up
]内的一个子集作为控制限其中为控制下限，为控制上限；面密度采集步骤，控制所述在线测厚仪沿铜箔宽度方向进行一次测量，采集该分液管道对应宽度方向位置的铜箔厚度d，计算该分液管道位置的面密度当前值：其中，n表示本次测量为生产过程的第n次测量过程，ρ为铜的密度；数据特征计算步骤，对于该分液管道对应宽度方向位置的面密度测量值，依次计算至当前测量过程其面密度测量值的平均值与标准差s
n
；工程能力计算步骤，根据在线膜厚仪采集的面密度数据计算生箔机在该分液管道上的工程能力，以区间表示，其中为能力下限，为能力上限；PID控制步骤，将生箔机在该分液管道上的工程能力与生产铜箔的控制限比较，若不介入PID控制，若或则介入PID控制。4.如权利要求3所述的电解铜箔面密度均匀性在线控制系统的控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣星，朱勇，贾金涛，吴保华，吴斌，
申请(专利权)人：铜陵有色铜冠铜箔有限公司合肥铜冠电子铜箔有限公司，
类型：发明
国别省市：