一种基于PLC和HMI技术的锂电池下料控制系统

摘要

一种基于PLC和HMI技术的锂电池下料控制系统。其包括：PC上位机、PLC控制器、HMI触摸屏、输入输出接口模块、第一光电传感器、第二光电传感器、移动机械手和电池托盘。本发明提供的基于PLC和HMI技术的锂电池下料控制系统与现有技术相比具有如下有益效果：由PLC和HMI设备组成的控制设备，成本较低，适用性强。控制系统可选择手动或自动运行方式，自动控制时，用户可以实时监控设备各个部分的移动状态，并统计生产数量；手动控制时，用户可以分步进行个部分动作，使用灵活，实用扩展性强，并且用户可根据实际需要设定电池类型和移动参数，因此可以降低生产成本，提高生产效率。

说明书

技术领域

本发明属于电池生产控制技术领域，特别是涉及一种基于PLC 和HMI技术的锂电池下料控制系统。

背景技术

近些年来，随着手机、平板电脑等电子产品的兴起,锂离子电 池扮演着越来越重要的角色,目前市场上的ipad、iphone、三星等 很多产品的电池都是以聚合物卷绕锂电为主,它们在电池生产车间 里都需要利用庞大的卷绕机进行电芯卷绕。

然而绝大多数进口卷绕机在卷绕完毕后都没有合适的下料设 备,因此生产出来的电池最终还是需要人工一个一个捡起并装箱搬 运,这给提高生产效率带来了极大的阻碍,而且在当今社会人工成 本急剧上升的形势下,自动化搬运已经是每个电池生产厂家必要的 选择。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于PLC和HMI 技术的锂电池下料控制系统。

为了达到上述目的，本发明提供的基于PLC和HMI技术的锂电 池下料控制系统包括：PC上位机、PLC控制器、HMI触摸屏、输入 输出接口模块、第一光电传感器、第二光电传感器、移动机械手和 电池托盘；其中：PC上位机为上位操作管理平台，其通过C0M/USB口 与PLC控制器连接；HMI触摸屏为用户操作界面，其通过RS232通 讯口与PLC控制器连接；PLC控制器为本系统的核心控制器，其通 过IO连接线与输入输出接口模块连接；输入输出接口模块为输入输 出接口电路，其通过端口与第一光电传感器、第二光电传感器及移 动机械手连接；第一光电传感器为光电位置传感器，置于电池托盘 摆放位置末端，当电池按顺序摆放至电池托盘最后一个位置时，第 一光电传感器被触发并将数字信号传送至输入输出接口模块；第二 光电传感器为光电位置传感器，置于流水线中部的待搬运锂电池位 置处，当有锂电池移动到待搬运锂电池位置时，第二光电传感器被 触发并将数字信号传送至输入输出接口模块；电池托盘设置在流水 线中部一侧；移动机械手为移动机械手臂，置于流水线和电池托盘 中部，负责接收输入输出接口模块的数字信号并将流水线上待搬运 锂电池位置处的电池搬运至电池托盘上。

所述的HMI触摸屏的型号为：欧姆龙NB10W-TW01B。

所述的PLC控制器的型号为：欧姆龙CP1H-X40DT-D。

所述的输入输出接口模块为IO扩展模块，采用欧姆龙 CP1W-40EDT。

所述的移动机械手采用雅马哈MLTX-F14系列。

所述的第一光电传感器、第二光电传感器采用神视EX-L211光 电传感器。

本发明提供的基于PLC和HMI技术的锂电池下料控制系统与现 有技术相比具有如下有益效果：

由PLC和HMI设备组成的控制设备，成本较低，适用性强。控 制系统可选择手动或自动运行方式，自动控制时，用户可以实时监 控设备各个部分的移动状态,并统计生产数量；手动控制时,用户可 以分步进行个部分动作,使用灵活,实用扩展性强,并且用户可根据 实际需要设定电池类型和移动参数，因此可以降低生产成本,提高 生产效率。

附图说明

图1为本发明提供的基于PLC和HMI技术的锂电池下料控制系 统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的基于PLC和HMI技 术的锂电池下料控制系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的基于PLC和HMI技术的锂电池下料 控制系统包括：PC上位机1、PLC控制器2、HMI触摸屏3、输入输 出接口模块4、第一光电传感器5、第二光电传感器6、移动机械手 7和电池托盘8；其中：PC上位机1为上位操作管理平台，其通过 C0M/USB口与PLC控制器2连接；HMI触摸屏3为用户操作界面，其 通过RS232通讯口与PLC控制器2连接；PLC控制器2为本系统的 核心控制器，其通过IO连接线与输入输出接口模块4连接；输入输 出接口模块4为输入输出接口电路，其通过端口与第一光电传感器 5、第二光电传感器6及移动机械手7连接；第一光电传感器5为光 电位置传感器，置于电池托盘8摆放位置末端，当电池按顺序摆放 至电池托盘8最后一个位置时，第一光电传感器5被触发并将数字 信号传送至输入输出接口模块4；第二光电传感器6为光电位置传 感器，置于流水线中部的待搬运锂电池位置处，当有锂电池移动到 待搬运锂电池位置时，第二光电传感器6被触发并将数字信号传送 至输入输出接口模块4；电池托盘8设置在流水线中部一侧；移动 机械手7为移动机械手臂，置于流水线和电池托盘8中部，负责接 收输入输出接口模块4的数字信号并将流水线上待搬运锂电池位置 处的电池搬运至电池托盘8上。

所述的HMI触摸屏3的型号为：欧姆龙NB10W-TW01B。

所述的PLC控制器2的型号为：欧姆龙CP1H-X40DT-D。

所述的输入输出接口模块4为IO扩展模块，采用欧姆龙 CP1W-40EDT。

所述的移动机械手7采用雅马哈MLTX-F14系列。

所述的第一光电传感器5、第二光电传感器6采用神视EX-L211 光电传感器。

本发明是利用PLC控制器2和HMI触摸屏3结合移动机械手7 和第一光电传感器5、第二光电传感器6完成锂电池移动的控制系 统；该控制系统通过用户在HMI触摸屏3上设定的锂电池类型和移 动参数，采用自动、手动多种方式完成电池移动的任务。

操作方式如下：首先用户在HMI触摸屏3上设定锂电池的种类 和移动机械手7的移动参数，之后进入到自动运行界面,点击开始按 钮之后设备便可自动运行。运行过程中用户可以查看锂电池搬运数 量及移动机械手7的运动状态；若设备或电池托盘8出现问题则在其 屏幕上及时显示。

系统PLC控制程序流程如下：当锂电池从流水线始端移动到中 部的待搬运锂电池位置时，第二光电传感器6被触发并将数字信号 通过输入输出接口模块4传至PLC控制器2，PLC控制器2接到信号 之后通过输入输出接口模块4控制移动机械手7将待搬运锂电池位 置处的锂电池夹起并搬运至电池托盘8上，之后返回原位置，以此 循环，当电池托盘8上的电池摆放至最后一个位置时，第一光电传 感器5被触发并通过输入输出接口模块4传送至PLC控制器2，PLC 控制器2通过输入输出接口模块4控制机械手7停止其工作，并将 报警信息传送至HMI触摸屏3，以提醒工作人员及时搬运。此外， PLC控制器2还可将上述信息通过C0M/USB口传送给PC上位机1， 以供管理人员进行管理。