CN114471408A - 一种粉体材料生产用自动监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉体材料生产用自动监控系统及方法，包括中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元；还包括学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元；告警单元的数量为多个，分别与研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元连接，在研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元出现异常时。一种粉体材料生产用的自动监控方法，包括以下步骤；S1、采用中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元分别对研磨设备、输送线、反应釜和电源进行监测。本发明自动对异常进行处理，使用方便，大大提高了整个生产线的自动化监控流程。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种粉体材料生产用自动监控系统。
背景技术
随着能源与环境问题的日益凸显，新能源产业得到了越来越多的重视。二次电池因其能量密度高、循环性能好等特点，近年来作为一种重要的新型储能装置被广泛应用。目前商品化的二次电池的负极活性材料多以石墨为主。而且随着社会发展，新能源汽车、混合动力车、以及可携带电设备等，均采用电池进行供电，而电池在生产时，尤其是石墨电池，负极粉体材料的制备生产更是重中之重。
现有技术中，粉体材料在生产时，由于其特殊性，容易发生各种事故，而人工实时进行监控，不仅给工作人员带来极大的负担，而且可靠性较低，很容易因监管不到位而出现各种事故，影响的生产效率，而且也会对设备本身造成一定的危害。
为此，我们提出一种粉体材料生产用自动监控系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中人工对粉体生产进行监控效率低，效果差的问题，而提出的一种粉体材料生产用自动监控系统，能够自动化地控制粉体材料的生产过程，而且能够自动学习处理故障，根据以往的经验，快速高效地对异常进行处理。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种粉体材料生产用自动监控系统，包括中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元；
还包括学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元；
所述告警单元的数量为多个，分别与研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元连接，在研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元出现异常时，对应的告警单元发出警示，直到修复异常，告警单元停止警示；
所述学习单元用于调取告警单元在告警时间段内的中央控制单元中出现异常的单元的日志记录，并将日志记录导入到记录单元中，并将相同操作步骤的日志记录计数，并根据研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元中异常位置的不同，将日志记录分开进行记录；
所述计时单元用于设定计时范围，计时范围为0-120s，在告警单元发出警示时开始计时，达到预设的计时范围后，控制选定单元选取操作步骤；
选定单元在计时单元完成计时后，根据异常的位置，读取记录单元中相应单元的日志记录，根据影响因子的大小，从大到小依次选取相应的操作步骤传递给中央控制单元进行操作，直到告警单元停止工作。
优选的，所述影响因子包括异常出现位置和对异常出现位置的操作步骤的次数，所述异常出现位置的影响因子范围为3-5，所述异常出现位置的操作步骤的次数的影响因子为1，且相同的操作步骤的次数可叠加以增加影响因子的大小。
优选的，还包括急停单元，所述急停单元用于在选定单元依次选取记录单元中相应的异常位置日志记录中所有的操作步骤进行操作之后，告警单元未停止警示，急停单元出现异常的单元进行电源关闭处理。
优选的，还包括巡检单元，所述巡检单元的巡检路线经过中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元，用于指示任一单元是否正常工作。
优选的，所述中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元中均设置有浓度监测单元，用于监测中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元中的粉体浓度，且每个浓度监测单元与相应的告警单元之间电性连接。
优选的，所述研磨监测单元包括振动监测单元、力度监测单元和出料量监测单元；
所述振动监测单元用于监测研磨电机和研磨箱的振动幅度和频率；
所述力度监测单元用于监测研磨箱的研磨力度；
所述出料量监测单元用于监测研磨箱的出料速度。
优选的，所述输送线监测单元包括输送速度监测单元、送料量监测单元和均匀度监测单元；
所述输送速度监测单元用于监测输送线的送料速度，所述送料量监测单元用于监测一定区间内总的物料量的多少；
所述均匀度监测单元用于监测物料量是否均匀分布在输送线上。
优选的，所述反应釜监测单元包括反应环境监测单元、反应速度监测单元。
一种粉体材料生产用的自动监控方法，包括以下步骤；
S1、采用中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元分别对研磨设备、输送线、反应釜和电源进行监测；
S2、在研磨设备、输送线、反应釜和电源中的任一设备出现异常时，告警单元发出警示；
S3、计时单元开始计时；
S4、在计时范围内，有人工来处理异常，或在计时范围结束时，告警单元仍在告警，采用选定单元根据影响因子的大小，选取记录单元中的影响因子从大到小的操作步骤依次进行自动操作，直到告警单元停止工作。
S5、将此次处理的异常记录到记录单元中，通过学习单元进行机器学习，并作为后续处理异常的参考。
优选的，在判断影响因子时，首先判断异常出现的位置，在记录单元中找寻相同位置曾出现的异常，选取相同位置异常中，在异常出现时，操作步骤的次数从大到小排列，依次自动执行操作步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在告警单元工作时，选定单元根据学习单元的学习，在记录单元中找出相同异常中惯用的解决方式，在超出人工处理时限之后，自动对异常进行处理，使用方便，大大提高了整个生产线的自动化监控流程，而且处理结果可以根据使用时限进行优化，保证了整个生产线能够顺利运行；
2、通过影响因子的设置，可以保证在生产线中出现异常时，能够更加准确地对应的操作步骤以更加智能化地方式对异常进行处理；
3、利用输送速度监测单元、送料量监测单元和均匀度监测单元能够对进入反应釜中的物料的量进行精准地控制，避免因物料量的不同而导致粉体中各组分的含量不同，保证了电池生产的质量。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种粉体材料生产用自动监控系统，包括中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元；
还包括学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元；
告警单元的数量为多个，分别与研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元连接，在研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元出现异常时，对应的告警单元发出警示，直到修复异常，告警单元停止警示；
学习单元用于调取告警单元在告警时间段内的中央控制单元中出现异常的单元的日志记录，并将日志记录导入到记录单元中，并将相同操作步骤的日志记录计数，并根据研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元中异常位置的不同，将日志记录分开进行记录；
学习模块根据中央控制单元中的日志记录学习，对出现的故障进行分别，根据故障的位置等因素，并记录下处理异常时的操作，将操作上传到记录单元中。
计时单元用于设定计时范围，计时范围为0-120s，在告警单元发出警示时开始计时，达到预设的计时范围后，控制选定单元选取操作步骤；
计时的时间可以是5s、10s、15s、20s这种以每次增加5秒的方式，直到达到120s，这样设定时间快速，而且设定的时间足够多，以适应不同的设备，同时也给人工一定的时间进行操作。
选定单元在计时单元完成计时后，根据异常的位置，读取记录单元中相应单元的日志记录，根据影响因子的大小，从大到小依次选取相应的操作步骤传递给中央控制单元进行操作，直到告警单元停止工作。
在选定单元进行选取时，可以先根据异常的位置，寻找相同位置曾出现的异常，并且可以记录当时设备的具体状态，比如转速多少、电压多少、电流多少、还有各种测量设备的实时测量数据，比如重力传感器测量到的重力多少，震动传感器测量的频率和振幅多少，以上都可以作为影响因子，而在记录单元中找出与异常时接近的数据，并且找出处理这些异常时的操作，这样根据影响因子的判定，来自动进行对异常的处理，从而保证异常能够及时准确地进行处理。
影响因子包括异常出现位置和对异常出现位置的操作步骤的次数，异常出现位置的影响因子范围为3-5，异常出现位置的操作步骤的次数的影响因子为1，且相同的操作步骤的次数可叠加以增加影响因子的大小。
可以根据异常不同的内容将影响因子划分成不同类型，这样能够根据具体情况以更加合适的影响因子大小来判定异常出现的情况，进而更准确地对异常进行处理。
还包括急停单元，急停单元用于在选定单元依次选取记录单元中相应的异常位置日志记录中所有的操作步骤进行操作之后，告警单元未停止警示，急停单元出现异常的单元进行电源关闭处理。
通过急停单元能够对暂时无法自动处理的情况进行紧急关停，从而避免因异常出现导致产品损坏等情况，保护生产线。
还包括巡检单元，巡检单元的巡检路线经过中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元，用于指示任一单元是否正常工作。
利用巡检单元能够对各个单元的工作状况进行监控，这样当监控单元本身出现故障时，能够快速识别，另外，巡检单元上还可以安装上备用的研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元等，这样即使出现异常时，可以将巡检单元作为备用，而保证生产线能够继续工作，同时也不会影响检修作业。
中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元中均设置有浓度监测单元，用于监测中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元中的粉体浓度，且每个浓度监测单元与相应的告警单元之间电性连接。
通过浓度监测单元可以实时监测中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元中的粉体浓度大小，这样能够保证中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元在使用时的安全。而且也避免石墨等粉体因导电等情况而导致各个单元出现故障。
研磨监测单元包括振动监测单元、力度监测单元和出料量监测单元；通过出料量监测单元可以实时准确地得出研磨设备的研磨量大小，从而方便后续步骤的操作。
振动监测单元用于监测研磨电机和研磨箱的振动幅度和频率；
力度监测单元用于监测研磨箱的研磨力度；
出料量监测单元用于监测研磨箱的出料速度。
输送线监测单元包括输送速度监测单元、送料量监测单元和均匀度监测单元；
输送速度监测单元用于监测输送线的送料速度，送料量监测单元用于监测一定区间内总的物料量的多少；
均匀度监测单元用于监测物料量是否均匀分布在输送线上。
反应釜监测单元包括反应环境监测单元、反应速度监测单元。
一种粉体材料生产用的自动监控方法，包括以下步骤；
S1、采用中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元分别对研磨设备、输送线、反应釜和电源进行监测；
S2、在研磨设备、输送线、反应釜和电源中的任一设备出现异常时，告警单元发出警示；
S3、计时单元开始计时；
S4、在计时范围内，有人工来处理异常，或在计时范围结束时，告警单元仍在告警，采用选定单元根据影响因子的大小，选取记录单元中的影响因子从大到小的操作步骤依次进行自动操作，直到告警单元停止工作。
S5、将此次处理的异常记录到记录单元中，通过学习单元进行机器学习，并作为后续处理异常的参考。
在判断影响因子时，首先判断异常出现的位置，在记录单元中找寻相同位置曾出现的异常，选取相同位置异常中，在异常出现时，操作步骤的次数从大到小排列，依次自动执行操作步骤。
本发明在告警单元工作时，选定单元根据学习单元的学习，在记录单元中找出相同异常中惯用的解决方式，在超出人工处理时限之后，自动对异常进行处理，使用方便，大大提高了整个生产线的自动化监控流程，而且处理结果可以根据使用时限进行优化，保证了整个生产线能够顺利运行；
通过影响因子的设置，可以保证在生产线中出现异常时，能够更加准确地对应的操作步骤以更加智能化地方式对异常进行处理；
利用输送速度监测单元、送料量监测单元和均匀度监测单元能够对进入反应釜中的物料的量进行精准地控制，避免因物料量的不同而导致粉体中各组分的含量不同，保证了电池生产的质量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种粉体材料生产用自动监控系统，其特征在于，包括中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元；
还包括学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元；
所述告警单元的数量为多个，分别与研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元连接，在研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元出现异常时，对应的告警单元发出警示，直到修复异常，告警单元停止警示；
所述学习单元用于调取告警单元在告警时间段内的中央控制单元中出现异常的单元的日志记录，并将日志记录导入到记录单元中，并将相同操作步骤的日志记录计数，并根据研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元中异常位置的不同，将日志记录分开进行记录；
所述计时单元用于设定计时范围，计时范围为0-120s，在告警单元发出警示时开始计时，达到预设的计时范围后，控制选定单元选取操作步骤；
选定单元在计时单元完成计时后，根据异常的位置，读取记录单元中相应单元的日志记录，根据影响因子的大小，从大到小依次选取相应的操作步骤传递给中央控制单元进行操作，直到告警单元停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种粉体材料生产用自动监控系统，其特征在于，所述影响因子包括异常出现位置和对异常出现位置的操作步骤的次数，所述异常出现位置的影响因子范围为3-5，所述异常出现位置的操作步骤的次数的影响因子为1，且相同的操作步骤的次数可叠加以增加影响因子的大小。
3.根据权利要求1所述的一种粉体材料生产用自动监控系统，其特征在于，还包括急停单元，所述急停单元用于在选定单元依次选取记录单元中相应的异常位置日志记录中所有的操作步骤进行操作之后，告警单元未停止警示，急停单元出现异常的单元进行电源关闭处理。
4.根据权利要求1所述的一种粉体材料生产用自动监控系统，其特征在于，还包括巡检单元，所述巡检单元的巡检路线经过中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元，用于指示任一单元是否正常工作。
5.根据权利要求1所述的一种粉体材料生产用自动监控系统，其特征在于，所述中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元中均设置有浓度监测单元，用于监测中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元、学习单元、计时单元、告警单元、选定单元、记录单元中的粉体浓度，且每个浓度监测单元与相应的告警单元之间电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种粉体材料生产用自动监控系统，其特征在于，所述研磨监测单元包括振动监测单元、力度监测单元和出料量监测单元；
所述振动监测单元用于监测研磨电机和研磨箱的振动幅度和频率；
所述力度监测单元用于监测研磨箱的研磨力度；
所述出料量监测单元用于监测研磨箱的出料速度。
7.根据权利要求1所述的一种粉体材料生产用自动监控系统，其特征在于，所述输送线监测单元包括输送速度监测单元、送料量监测单元和均匀度监测单元；
所述输送速度监测单元用于监测输送线的送料速度，所述送料量监测单元用于监测一定区间内总的物料量的多少；
所述均匀度监测单元用于监测物料量是否均匀分布在输送线上。
8.根据权利要求1所述的一种粉体材料生产用自动监控系统，其特征在于，所述反应釜监测单元包括反应环境监测单元、反应速度监测单元。
9.一种粉体材料生产用的自动监控方法，其特征在于，包括以下步骤；
S1、采用中央控制单元、研磨监测单元、输送线监测单元、反应釜监测单元、电源监测单元分别对研磨设备、输送线、反应釜和电源进行监测；
S2、在研磨设备、输送线、反应釜和电源中的任一设备出现异常时，告警单元发出警示；
S3、计时单元开始计时；
S4、在计时范围内，有人工来处理异常，或在计时范围结束时，告警单元仍在告警，采用选定单元根据影响因子的大小，选取记录单元中的影响因子从大到小的操作步骤依次进行自动操作，直到告警单元停止工作。
S5、将此次处理的异常记录到记录单元中，通过学习单元进行机器学习，并作为后续处理异常的参考。
10.根据权利要求9所述的一种粉体生产用的自动监控方法，其特征在于，在判断影响因子时，首先判断异常出现的位置，在记录单元中找寻相同位置曾出现的异常，选取相同位置异常中，在异常出现时，操作步骤的次数从大到小排列，依次自动执行操作步骤。
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