随着“双碳”深入推进,能源转型升级不断提速,锂电池凭借高能量、长寿命、高性价比、少污染等优点,在新能源汽车、消费电子、储能电站等领域需求持续旺盛、增长空间广阔,也进一步带动了锂电产业链的迅猛发展。
在锂电产业链上游,正负极材料、电解液、电极基材、隔膜等材料品质直接决定着锂电池性能的好坏,其生产过程原料价值高、产品品质要求高、HSE要求高,但占行业多数的中小型生产企业相对自动化水平低、竞争力弱,投料不准导致原料浪费,成本管控难;温度和PH控制不精确,产品质量差;HF等危险物料吸入易中毒,安全风险高等,已严重制约自身及行业的良性可持续发展。
身处锂电这一新兴、巨大的赛道,如何把握新能源发展机遇,实现转型新发展?高效率、高品质的交付正成为核心竞争力,而机械化、自动化和信息化的融合正是锂电产业链企业塑造这一核心竞争力的关键。
智慧锂电解决方案:全场景、全流程智造升级
针对锂电行业智能制造转型升级需求,科远智慧基于NT智能分散控制系统(DCS)和EmpoworX工业互联网平台推出智慧锂电解决方案,将无人化投料、AGV运输、工艺优化控制、高级报警管理、生产过程追溯、能耗管理、供应链、客户管理等自动化、智能化、一体化软硬件融合应用到锂电材料生产全场景、全流程中,助力锂电材料自动化生产、协同化管理、智慧化运营,从品质、设备、能源、人员四大方面驱动锂电行业转型升级。
送料+投料无人化操作
通过AGV输送小车实现物料从仓库到备料区域的无人化运输,再经由机械臂提升吨袋至拆包机,通过管链或气流将物料送至备料仓,DCS系统监测到备料称重信号,点击投料按钮,通过称重联锁气动闸板阀和螺旋给料机控制实现无人化定量投料。通过无人化操作不仅有效避免了粉尘投料带来的环境和安全问题,减少了危化品接触的安全风险,无人化密闭式投料还能够减少粉尘外溢,避免物料相互交叉污染,满足锂电材料生产的洁净度要求,同时也进一步促进了生产减员增效。
生产工艺自动化控制
通过NT智能分散控制系统(DCS)实现对生产全流程的自动化、智能化控制,控制要点主要集中在反应过程中的温度以及PH值控制。同时凭借科远智慧在控制系统领域的丰富经验,实现温度分段分程PID调节、PH+流量串级控制、分程滴加控制等,更进一步提升锂电材料生产精准控制水平。通过生产工艺的自动化控制,在降低人工作业强度、提升生产效率的同时,还能进一步确保锂电材料高稳定、高质量的生产。
生产设备集中式管控
锂电材料生产涉及回转窑、烧结炉、破碎机、压滤机、球磨机等系统多、控制联锁复杂的成套设备单元,通过MODBUS-RTU、MODBUS-TCP、PROFIBUS-DP等通讯方式,可将设备运行状态、电流、故障、运行温度等性能指标函数通讯至DCS系统进行集中监控,并通过OPC接口将数据传输至MES平台,基于构建的三维模型,可直观监测各设备运行状态、能耗等,实现全厂设备的集中协调管控,为企业优化全厂资源配置提供实时、可靠的数据支撑,助力生产节能减耗。
生产流程智能化管理
将NT智能分散控制系统(DCS)与信息化系统充分融合,打造基于DCS+Batch+MES的智慧化生产管控模式,MES制定计划、Batch下发指令、DCS完成生产,实现生产计划、生产排程、订单管理、配方管理、生产执行、工艺监视、报警优化的一体化管理。同时通过物联网技术应用,实现对物料的全生命周期管理,并将DCS与视频监控系统融合,当DCS发出报警时,调用监控系统摄像头,并通过专用网络回传现场监控画面,提醒人员注意,防止事故发生。通过对生产流程的智能化管理,不仅能帮助企业进一步优化人员配置、提升人力效能、减少人力成本,还能确保产品生产全过程可追溯,切实提高企业经营管理水平。
生产经营一体化衔接
将ERP(企业资源系统)与MES(制造执行系统)无缝对接,结合数字孪生以及OTS系统,实现企业管理与生产管理的一体化衔接,OTS系统可直接用于操作员工的培训、考核、事故演练等,并将数据接入ERP系统,通过手机APP即可查看对应岗位的报警提醒、考试提醒、任务查看、生产数据、设备状态等信息,实现人与机器的智慧物联。通过将企业生产制造、经营管理等系统各层整合、打通并融合,提供全企业纵向贯通、横向集成的监控管理和信息综合服务,满足企业从生产到经营的一体化、一站式管控需求,助力企业两化深度融合发展,加速迈向工业4.0时代。
智慧锂电应用案例:满足锂电产业链多领域智造需求
正极材料生产
曲靖德枋亿纬有限公司是上市企业德方纳米和亿纬锂能共同投资组建的一家专注于生产纳米级磷酸铁锂的企业。德枋亿纬年产11万吨纳米磷酸铁锂项目采用NTDCS控制系统实现设备高效化、生产自动化与先进生产工艺的高度融合,部署控制点位超点,采用现场总线技术,与现场超过个PLC进行通讯,在确保产品品质的基础上,进一步提升项目整体生产效益。
负极材料生产
济宁碳素集团是国内碳素行业的领军企业,主要产品包括锂电池负极等新型碳材料。采用科远智慧定制打造的工业互联网智慧管控平台,科学配置各类信息资源,利用底层PLC和DCS系统,实时采集00多个点位的温度、压力、流量、转速等运行数据,即时感知设备运行状态,有效实现在线感知、实时优化、超限报警,切实提升装备安全运行效率,赋能企业高质量发展。
电解液生产
科远智慧推出的锂电池电解液整体解决方案已成功应用于邵武永太化工有限公司(六氟磷酸锂、氟化锂)、多氟多-白银中天化工有限公司(六氟磷酸锂、氟化锂)、泰兴鸣川新材料(碳酸酯溶剂)、西安瑞联新材蒲城海生产基地(电解液添加剂)等众多项目。
隔膜材料生产
中国铝业郑州有色金属研究院有限公司是中国轻金属专业领域唯一的大型科研机构,是我国铝镁工业新技术、新工艺、新材料和新装备的重大、关键和前瞻技术的研发基地,基础研究及原创性技术成果的孵化与转化基地。其投资建设年产吨锂电池隔膜用铝基新材料项目分为原料处理、煅烧、均化工段三个子项,整个原料处理及煅烧车间采用科远NTDCS控制系统进行操作及监控。
前驱体材料生产
山东锂源科技有限公司为常州锂源新能源科技有限公司全资子公司,其母公司常州锂源是由主板上市企业龙蟠科技控股的锂电池正极材料企业。山东锂源科技有限公司5万吨/年磷酸铁及配套项目采用科远智慧NTDCS控制系统和TFS安全仪表系统,助力生产全流程自动化控制和智慧化管控。
锂电池回收再生
废旧锂电池对环境污染大,但其中含有大量的镍钴锰锂等贵金属,锂电池回收再生技术是国家大力提倡发展的热门行业。科远智慧已先后中标唐山中冶新材料锂电池再生项目和天奇股份旗下江西天奇金泰阁钴业5万吨/年废旧锂电池再生项目,助力新能源行业升级,支持国家环保事业发展。
在“双碳”战略背景下,科远紧随新能源产业发展的趋势和要求,致力将具有柔性、高效、智能于一体的产品与方案应用到锂电池行业中,助力锂电行业全流程信息化、数字化、智能化产业升级,为共建更具竞争力和良性可持续发展的智慧锂电产业链贡献科远力量!