一种锂电铜箔生产用的控制系统及方法与流程

本发明涉及锂电铜箔生产管控，具体是一种锂电铜箔生产用的控制系统及方法。

背景技术：

1、随着新能源产业的快速发展，锂离子电池作为其核心部件，对铜箔的需求不断增加，锂电铜箔作为锂电池负极集流体的关键材料，其产品品质直接影响电池的整体性能；

2、目前主要通过电解硫酸铜溶液来生产锂电铜箔，但在实际生产过程中难以在电解前自动合理评估所输入硫酸铜溶液的质量表现，以及无法精准捕捉电解过程的异常状况并进行自动适应性调节，不利于提升所生产锂电铜箔的品质并降低生产过程的管理难度；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂电铜箔生产用的控制系统及方法，解决了现有技术难以在电解前自动合理评估所输入硫酸铜溶液的质量表现，以及无法精准捕捉电解过程的异常状况并进行自动适应性调节，智能化和自动化水平低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种锂电铜箔生产用的控制系统，包括处理器、溶解质量检测模块、电解生箔监测模块、电解稳定性分析模块、电解智能控制模块和监管终端；

4、在锂电铜箔生产过程中，将铜料投入到溶铜槽内，加入一定质量的纯水和硫酸，通过氧化化合反应生成硫酸铜溶液并对其进行净化处理，溶解质量检测模块将制备的硫酸铜溶液进行质量检测，通过检测分析以生成溶解质量合格信号或溶解质量异常信号，且将溶解质量异常信号经处理器发送至监管终端，监管终端接收到溶解质量异常信号时发出相应预警；

5、在生成溶解质量合格信号时，将所制备的硫酸铜溶液输送至电解槽中，在直流电的作用下，铜离子在阴极上得到电子还原成铜并在阴极辊上结晶形成铜箔；电解生箔监测模块对电解槽内的电解生箔过程进行监测，采集到电解监测数据，并将电解监测数据经处理器发送至电解稳定性分析模块；

6、电解稳定性分析模块接收电解监测数据并进行电解稳定性分析，通过分析生成电解正常信号或电解预警信号，且将电解预警信号经处理器发送至电解智能控制模块和监管终端；电解智能控制模块接收到电解预警信号时对电解槽内进行适应性调控。

7、进一步的，溶解质量检测模块的具体分析过程如下：

8、采集到硫酸铜溶液的硫酸铜浓度数据并将其相较于预设适宜浓度值的偏离值标记为溶液纯度检测值，且采集到硫酸铜溶液的温度、ph值和电导率，将温度相较于预设适宜温度值的偏离值标记为溶液温检值，将ph值相较于预设适宜ph值的偏离值标记为溶液酸碱值，且将电导率相较于预设适宜电导率的偏离值标记为电导率偏表值；

9、以及采集到硫酸铜溶液中呈固态的悬浮物和沉淀物的浓度并将其标记为悬沉物检测值，且通过溶解物检测分析得到溶杂汇检值，将溶液纯度检测值、溶液温检值、溶液酸碱值、电导率偏表值、悬沉物检测值和溶杂汇检值分别与对应预设阈值进行数值比较，若溶液纯度检测值、溶液温检值、溶液酸碱值、电导率偏表值、悬沉物检测值或溶杂汇检值超过对应预设阈值，则生成溶解质量异常信号。

10、进一步的，若溶液纯度检测值、溶液温检值、溶液酸碱值、电导率偏表值、悬沉物检测值和溶杂汇检值均未超过对应预设阈值，则将溶液纯度检测值与对应预设阈值的比值标记为纯度占况值，同理获取到液温占况值、酸碱占况值、电导率占况值、悬沉占况值和溶杂占况值；

11、通过将纯度占况值、液温占况值、酸碱占况值、电导率占况值、悬沉占况值和溶杂占况值进行数值计算得到溶解液质系数，将溶解液质系数与预设溶解液质系数阈值进行数值比较，若溶解液质系数超过预设溶解液质系数阈值，则生成溶解质量异常信号；若溶解液质系数未超过预设溶解液质系数阈值，则生成溶解质量合格信号。

12、进一步的，通过溶解物检测分析得到溶杂汇检值的具体分析过程如下：

13、获取到所制备硫酸铜溶液中需要监测的所有杂质离子，采集到相应杂质离子的浓度并将其标记为离子检测值，事先设定所有杂质离子分别对应一组预设权重值，将相应杂质离子的离子检测值与对应预设权重值的乘积标记为离子影响值，将存在的需要监测的所有杂质离子的离子影响值进行求和计算得到溶杂汇检值。

14、进一步的，电解稳定性分析的具体分析过程如下：

15、采集到电解槽内的电压数据和电流数据，将电压数据和电流数据与预设电压数据范围和预设电流数据范围分别进行数值比较，若电压数据或电流数据未处于对应预设范围内，则生成电解预警信号；

16、若电压数据和电流数据均处于对应预设范围内，则通过分析获取到电解辅判值，将电解辅判值与预设电解辅判阈值进行数值比较，若电解辅判值超过预设电解管控阈值，则生成电解预警信号；若电解辅判值未超过预设电解辅判阈值，则生成电解正常信号。

17、进一步的，电解辅判值的分析获取方法如下：

18、采集到电解槽内电解液的温度和流速，将电解液的温度与所设定标准温度的偏离值标记为电解液温表值，将电解液的流速与所设定标准流速的偏离值标记为电解液速表值，且将电解槽中阴极辊的转速与所设定标准转速的偏离值标记为阴极辊转检值，通过将电解液温表值、电解液速表值和阴极辊转检值进行数值计算得到电解辅判值。

19、进一步的，处理器通信连接电解恢复追踪模块和电解管控决策模块，在电解智能控制模块对电解槽内进行适应性调控时，电解恢复追踪模块对电解智能控制模块的调控过程进行监控，若未能在相应规定时间内使电解槽内恢复至正常状态，则向相应调控过程分配缓调符号hx-1，否则向相应调控过程分配缓调符号hx-2，且将相应调控过程的缓调符号hx-1或hx-2经处理器发送至电解管控决策模块。

20、进一步的，电解管控决策模块用于设定检测时段，将检测时段内电解槽内的运行管控风险性进行评估分析，通过分析生成电解管控高风险信号或电解管控低风险信号，且将电解管控高风险信号或电解管控低风险信号经处理器发送至监管终端，监管终端接收到电解管控高风险信号时发出相应预警。

21、进一步的，电解管控决策模块的具体分析过程如下：

22、采集到检测时段内电解预警信号的生成次数并将其标记为电解警频值，以及将检测时段内被分配缓调符号hx-1的调控过程的数量并将其标记为缓调检测值，且在向相应调控过程分配缓调符号hx-1时采集到相应调控过程的调控超出时长，将检测时段内的所有调控超出时长进行求和计算得到控时超检值；

23、通过将电解警频值、缓调检测值和控时超检值进行数值计算得到电解管控决策值，将电解管控决策值与预设电解管控决策阈值进行数值比较，若电解管控决策值超过预设电解管控决策阈值，则生成电解管控高风险信号；若电解管控决策值未超过预设电解管控决策阈值，则生成电解管控低风险信号。

24、进一步的，本发明还提出了一种锂电铜箔生产用的控制方法，包括以下步骤：

25、步骤一、通过氧化化合反应生成硫酸铜溶液并对其进行净化处理；

26、步骤二、将制备的硫酸铜溶液进行质量检测，通过检测分析生成溶解质量合格信号或溶解质量异常信号；

27、步骤三、在生成溶解质量合格信号时，将所制备的硫酸铜溶液输送至电解槽中，在直流电的作用下，铜离子在阴极上得到电子还原成铜并在阴极辊上结晶形成铜箔；

28、步骤四、对电解槽内的电解生箔过程进行监测，基于电解监测数据进行电解稳定性分析，通过分析生成电解正常信号或电解预警信号；

29、步骤五、在生成电解预警信号通过电解智能控制模块对电解槽内进行适应性调控。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、1、本发明中，通过溶解质量检测模块将制备的硫酸铜溶液进行质量检测以保证输入电解槽内的溶液质量符合要求，电解生箔监测模块对电解槽内的电解生箔过程进行监测，电解稳定性分析模块基于电解监测数据进行电解稳定性分析，在生成电解预警信号时通过电解智能控制模块对电解槽内进行适应性调控，确保电解过程稳定可靠，显著提升所生产锂电铜箔的品质并降低生产过程的管理难度；

32、2、本发明中，通过电解恢复追踪模块对电解智能控制模块的调控过程进行监控并准确判断调控表现，为电解管控决策模块的分析过程提供数据支持，电解管控决策模块将检测时段内电解槽内的运行管控风险性进行评估分析，在生成电解管控高风险信号时提醒操作人员进行原因调查分析并加强对电解槽的管控强度，保证后续电解过程的稳定进行，进一步提升所生产锂电铜箔的品质，智能化和自动化水平高。