一种闭环温控配料系统、方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及生产配料技术领域，具体涉及一种闭环温控配料系统、方法、设备及存储介质。

背景技术

目前，在锂电、食品、化妆品等需要配料工序的产业中，通常由投料模块、混合模块、(半)成品模块、后工序模块等基本模块组成。

现有技术在制备浆料的过程，浆料是由零种或多种粉料和液料混合均匀制成。制备浆料流程包括粉体和液体的上料及投料模块，粉体和液体按照一定比例投入混合模块，混合后的浆料可以选择性经过脱泡、过滤模块，处理完成后的浆料存储在成品罐或半成品罐，以供后续使用。通常根据不同工况需求，浆料的温控温度不同。从产品特性的角度，浆料温度要求控制某个固定温度的温差范围内。

以锂电行业为例，浆料是由多种粉料和液体料混合搅拌均匀制成。制备的流程包括粉体和液体的上料，将粉体和液体混合后，进入搅拌设备中进行搅拌，搅拌后的浆料需要经过脱泡、除铁、过滤等浆料处理操作，处理完成后通过管道进入储存罐，储存罐内的浆料通过管道输入到供料系统的涂布罐中，再次经过脱泡、除铁、过滤等浆料处理后供给涂布模头。搅拌设备一般为高速搅拌机，在搅拌过程中，浆料温度升高，一般温度在40-50℃之间，进入储存罐后，储存罐中的温控装置，采集浆料温度并对浆料进行温度控制(一般为冷却)，保证浆料的温度符合涂布的要求，涂布过程中要求浆料的温度保持在25±3℃。

由于储存罐中的温控装置一般设置在储存罐罐体的外周，储存罐中的浆料量多，以冷却水换热的形式进行温控，换热效率低，能耗损失严重，单一的温控形式无法进行多级控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种闭环温控配料系统、方法、设备及存储介质，解决现有技术中温控形式单一、效率低、能量损失严重的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种闭环温控配料系统，被温控的配料设备包括：液体储罐、粉体储罐和混合机，所述系统包括：

温控设备模块，包括第一温控设备和第二温控设备，第一温控设备连接液体储罐出口和混合机之间，用于控制进入混合机的混合液体温度，第二温控设备位于混合机上，用于控制混合机内浆料的温度；

温度传感器模块，包括第一温度传感器，位于液体储罐，用于检测液体储罐内温度；第二温度传感器，位于所述第一温控设备的出口处，用于检测进入混合机的混合液体温度；第三温度传感器，位于混合机的出口处，用于检测混合后的浆料温度；第四温度传感器，位于混合机上，用于检测混合机内浆料的温度，第六温度传感器，连接混合机出口和后工序设备，用于检测进入后工序的浆料温度；

控制模块，输入端连接温度传感器模块，输出端连接温控设备模块，用于采集温度传感器模块的实时温度，并根据实时温度控制温控设备模块达到预设温度。

本发明实施例提供的闭环温控配料系统，通过调节液体储罐内液料和混合机中浆料的温度，更方便快捷的调整进入后工序浆料的温度，温度调节效率高，直接对液料进行温控，相对于在储存罐外壁设置冷却水的方式，温控更加直接，效率高，能耗小。

可选地，所述温度传感器模块还包括：

第五温度传感器，位于成品浆料罐中，用于检测成品浆料罐中的温度。

本发明实施例优选在成品浆料罐中放置第五温度传感器，对进入后工序的浆料温度控制更加准确，提高温度控制的效率和精度。

可选地，所述混合机为高速混合设备，包括：螺杆挤出机、高速搅拌机、高速分散机、高速捏和机；

所述配料设备还包括液体搅拌罐和粉体搅拌罐，液体搅拌罐位于液体储罐和第一温控设备之间，用于预搅拌液体储罐内液体原料，粉体搅拌罐位于粉体储罐与混合机之间，用于预搅拌粉体储罐内粉体原料。

可选地，所述第一温控设备包括：

水浴夹套设备，位于液体储罐外部，对液体储罐内液体进行温控；

翅片温控设备，位于液体储罐内部或管道出口，通过压缩机进行温控；

管道包覆温控盘管，在输送管道上包覆温控盘管进行温控。

第二方面，本发明实施例提供了一种闭环温控配料方法，基于第一方面任一所述的系统，所述方法包括：

获取各温度传感器的当前值，计算第六温度传感器的当前值与预设目标值的差值，作为第六差值；

当第六差值小于第一阈值时，不需要进行温度调节；

当第六差值不小于第一阈值时，控制第一温控设备和/或第二温控设备，直至第六差值小于第一阈值，其中，第二阈值大于第一阈值，第三阈值大于第二阈值。

本发明实施例提供的闭环温控配料方法，通过多个温度传感器的温度检测和多个温控设备的共同调节，更方便快捷的调整进入后工序浆料的温度，温度调节效率高，直接对液料进行温控，相对于在储存罐外壁设置冷却水的方式，温控更加直接，效率高，能耗小。

可选地，控制第一温控设备和/或第二温控设备，直至第六差值小于第一阈值，包括：根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第一温控设备，其过程包括：

当第六温度传感器的当前值小于预设目标值时，控制第一温控设备升温调节，当第六温度传感器的当前值大于预设目标值时，控制第一温控设备降温调节，直至第六差值小于第一阈值，且第一阈值小于第一温度传感器和第二温度传感器当前值的差值，混合液体进入混合机进行混合，完成配料。

本发明为方便控制流程，可以仅控制第一温控设备，通过控制进入混合机的液体浆料温度，使进入后工序浆料的温度保持在预设目标值范围内，提高了温度控制效率，减少了能耗。

可选地，控制第一温控设备和/或第二温控设备，直至第六差值小于第一阈值，包括：根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第二温控设备，其过程包括：

采集第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器的当前值，与第六温度传感器的当前值建模，得到混合机混合温升的系数；

当第六温度传感器的当前值小于预设目标值时，控制第二温控设备升温调节，当第六温度传感器的当前值大于预设目标值时，控制第二温控设备降温调节，直至预设目标值减去系数与第四温度传感器值的差值小于第一阈值，完成混合机配料。

本发明为方便控制，可以仅控制第二温控设备，通过控制混合机内混合浆料的温度，使进入后工序浆料的温度保持在预设目标值范围内，提高了温度控制效率，减少了能耗。

可选地，控制第一温控设备和/或第二温控设备，直至第六差值小于第一阈值，包括：根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第一温控设备和第二温控设备，其过程包括：

当第一阈值小于第一温度传感器和第二温度传感器当前值的差值时，若预设目标值大于第四温度传感器的当前值与系数之和，控制第二温控设备升温调节，若预设目标值小于第四温度传感器的当前值与系数之和，控制第二温控设备降温调节，直至目标值减去系数与第四温度传感器值的差值小于第一阈值，完成混合机配料。

本发明实施例提供的闭环温控配料方法，可以通过控制第一温控设备和第二温控设备共同调节进入后工序浆料的温度，多种温控形式配合调整，提高的温控效率和温控精度，减少了能耗。

可选地，根据各温度传感器的当前值、第六差值、第二阈值、第三阈值及预设目标值之间的关系控制第一温控设备和第二温控设备的过程包括：

当第六差值大于第二阈值且小于第三阈值时，执行所述根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第一温控设备的过程；

当第六差值大于第一阈值且小于第二阈值时，执行所述根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第二温控设备的过程；

当第六差值大于第三阈值时，执行所述根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第一温控设备和第二温控设备的过程。

本发明实施例提供的闭环温控配料方法，可以根据工况的不同，采取不同的温控形式，控制第一温控设备和/或第二温控设备工作，保证温控效率的同时，提高了温控精度，多元化的温控形式可以适应不同的工况，保证温控的适用范围，减少能耗。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第二方面，或者第二方面任意一种可选实施方式中所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第二方面，或者第二方面任意一种可选实施方式中所述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种闭环温控配料系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种闭环温控配料系统的一个具体实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种闭环温控配料方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种闭环温控配料方法中闭环温控逻辑示意图；

图5为本发明实施例提供的一种闭环温控配料方法的一个实施例中仅对第一温控设备进行控制的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种闭环温控配料方法的一个实施例中仅对第二温控设备进行控制的流程图；

图7为本发明实施例提供的一种闭环温控配料方法的一个实施例中对第一温控设备和第二温控设备同时进行控制的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种闭环温控配料方法的一个实施例中不同工况下进行闭环温控的流程图；

图9为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供了本发明实施例提供了一种闭环温控配料系统，如图1所示，被温控的配料设备包括：液体储罐、粉体储罐和混合机，其中混合机可以有其他形式的高速混合设备代替，如螺杆挤出机、高速搅拌机、高速分散机、高速捏和机等，实际应用中，混合机可以是以上一种或多种设备的组合。配料设备还包括液体搅拌罐和粉体搅拌罐，液体搅拌罐位于液体储罐和第一温控设备之间，用于预搅拌液体储罐内液体原料，粉体搅拌罐位于粉体储罐与混合机之间，用于预搅拌粉体储罐内粉体原料，系统包括：

温控设备模块1，包括第一温控设备和第二温控设备，第一温控设备连接液体储罐出口和混合机之间，用于控制进入混合机的混合液体温度，第二温控设备位于混合机上，用于控制混合机内浆料的温度。

示例性地，第一温控设备的形式及温控方式包括以下一种或多种：

(1)水浴夹套方式：在液体储罐设计水浴夹套设备对液体进行温控；

(2)翅片温控方式：将翅片温控设备设置在储罐内部或出口(管道)，通过压缩机或其他方式进行温控；

(3)管道包覆温控盘管：在输送管道上包覆可温控的盘管进行温控。

第二温控设备的形式及温控方式包括以下一种或多种：

(1)保温材料：如浆料仅需恒温，在设备或管道外表面包覆保温材料，或内部涂敷阻热涂层；

(2)水浴夹套方式：在高混模块或管道/除铁/过滤/除泡模块设计水浴夹套方式对浆料进行温控；

(3)管道包覆温控盘管：在输送管道上包覆可温控的盘管进行温控。温控设备包括：智能调节阀、智能温控设备机组等设备装置。温控设备及温控设备的形式和温控方式仅作为举例说明，不以此为限。

温度传感器模块2，包括第一温度传感器，位于液体储罐，用于检测液体储罐内温度；第二温度传感器，位于第一温控设备的出口处，用于检测进入混合机的混合液体温度；第三温度传感器，位于混合机的出口处，用于检测混合后的浆料温度；第四温度传感器，位于混合机上，用于检测混合机内浆料的温度，第六温度传感器，连接混合机出口和后工序设备，用于检测进入后工序的浆料温度。第六温度传感器距离后工序越近，其检测的进入后工序的浆料温度越准确。

具体地，在一实施例中，如图2所示，温度传感器模块还包括：第五温度传感器，位于成品浆料罐中，用于检测成品浆料罐中的温度。在供料系统中可以增加或减少成品浆料罐/缓存罐，若需要增加成品浆料罐/缓存罐，则在其中设置第五温度传感器，也可以在其中增加温控设备，实现对成品浆料罐/缓存罐中浆料的温度调节。本发明实施例在成品浆料罐中放置第五温度传感器，对进入后工序的浆料温度控制更加准确，提高温度控制的效率和精度。

示例性地，温度传感器包括：温度传感器(热电偶传感器、热电阻传感器、智能温度变送器等温度采集装置)，具备检测温度功能的仪器，如质量流量计、粘度计等，温度传感器可以是一个或一组，采用一组温度传感器时，将改组温度传感器的平均温度作为对应检测区域的温度。后工序设备包括：涂布机模头(单层可自动化控制模头、多层可自动化控制模头)、涂胶头、灌装机。配料的原料仓包括零至多个粉体和一至多个液体投料及储料罐，零至多个粉体经过存储计量模块，和一至多个液体进入混合机，在混合机中进行粉料和液料的充分混合，形成浆料，在混合机的作用下，浆料温度升高。

控制模块3，输入端连接温度传感器模块，输出端连接温控设备模块，用于采集温度传感器模块的实时温度，并根据实时温度控制温控设备模块达到预设温度。示例性地，控制模块可以是可编程逻辑控制模块、智能温控仪表、工控机或计算机，但不以此为限。

本发明实施例提供的闭环温控配料系统，通过调节液体储罐内液料和混合机中浆料的温度，更方便快捷的调整进入后工序浆料的温度，温度调节效率高，直接对液料进行温控，相对于在储存罐外壁设置冷却水的方式，温控更加直接，效率高，能耗小。

实施例2

本发明实施例提供了一种闭环温控配料方法，基于实施例1中任一示例的闭环温控配料系统，如图3所示，方法包括：

步骤S1：获取各温度传感器的当前值，计算第六温度传感器的当前值与预设目标值的差值，作为第六差值。

步骤S2：当第六差值小于第一阈值时，不需要进行温度调节。

步骤S3：当第六差值不小于第一阈值时，控制第一温控设备和/或第二温控设备，直至第六差值小于第一阈值。示例性地，第一温控设备粗调温度，第二温控设备细调温度。闭环温控逻辑如图4所示，其中，T1、T2、T3、T4、T5、T6分别表示第一温度传感器到第六温度传感器的当前值。

本发明实施例提供的闭环温控配料方法，通过多个温度传感器的温度检测和多个温控设备的共同调节，更方便快捷的调整进入后工序浆料的温度，温度调节效率高，直接对液料进行温控，相对于在储存罐外壁设置冷却水的方式，温控更加直接，效率高，能耗小。

具体地，在一实施例中，如图5所示，仅通过原料仓的温控实现闭环温控，控制第一温控设备和/或第二温控设备，直至第六差值小于第一阈值，包括：根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第一温控设备，其过程包括：

当第六温度传感器的当前值小于预设目标值时，控制第一温控设备升温调节，当第六温度传感器的当前值大于预设目标值时，控制第一温控设备降温调节，直至第六差值小于第一阈值，且第一阈值小于第一温度传感器和第二温度传感器当前值的差值，混合液体进入混合机进行混合，完成配料。

示例性地，T小表示第一阈值，目标值表示预设目标值。

本发明为方便控制流程，可以仅控制第一温控设备，通过控制进入混合机的液体浆料温度，使进入后工序浆料的温度保持在预设目标值范围内，提高了温度控制效率，减少了能耗。

具体地，在一实施例中，如图6所示，仅通过混合仓的温控实现闭环温控，控制第一温控设备和/或第二温控设备，直至第六差值小于第一阈值，包括：根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第二温控设备，其过程包括：

采集第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器的当前值，与第六温度传感器的当前值建模，得到混合机混合温升的系数。

示例性地，在闭环温控配料系统工作的过程中，温度传感器模块对现场各环节设备温度实时开展采样，将采样温度模拟信号由温度转换模块通过线性计算转换成工程量信号传送给控制模块，工程量信号由控制模块进行数据滤波、放大、跟踪等数据预处理，并根据预处理数据和设定温度值进行温度进行建模运算，得出实时温度曲线、温度补偿系数等参数上传控制模块进行存储，建模运算结果由控制模块转换模块将工程量信号通过线性计算转换成模拟信号，模拟信号由模拟输出模块进行输出去控制温控设备执行机构去影响被控对象，达到稳定闭环控制效果，同时控制模块具备完善的保护报警处理程序，来保证闭环控制流程安全稳定运行。

当第六温度传感器的当前值小于预设目标值时，控制第二温控设备升温调节，当第六温度传感器的当前值大于预设目标值时，控制第二温控设备降温调节，直至预设目标值减去系数与第四温度传感器值的差值小于第一阈值，完成混合机配料。

本发明为方便控制，可以仅控制第二温控设备，通过控制混合机内混合浆料的温度，使进入后工序浆料的温度保持在预设目标值范围内，提高了温度控制效率，减少了能耗。

具体地，在一实施例中，如图7所示，通过原料仓和混合仓的温控共同实现闭环温控，控制第一温控设备和/或第二温控设备，直至第六差值小于第一阈值，包括：根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第一温控设备和第二温控设备，其过程包括：

当第一阈值小于第一温度传感器和第二温度传感器当前值的差值时，若预设目标值大于第四温度传感器的当前值与系数之和，控制第二温控设备升温调节，若预设目标值小于第四温度传感器的当前值与系数之和，控制第二温控设备降温调节，直至目标值减去系数与第四温度传感器值的差值小于第一阈值，完成混合机配料。

本发明实施例提供的闭环温控配料方法，可以通过控制第一温控设备和第二温控设备共同调节进入后工序浆料的温度，多种温控形式配合调整，提高的温控效率和温控精度，减少了能耗。

具体地，在一实施例中，如图8所示，分工况执行不同的温控方式，根据各温度传感器的当前值、第六差值、第二阈值、第三阈值及预设目标值之间的关系控制第一温控设备和第二温控设备的过程包括：

其中，第二阈值大于第一阈值，第三阈值大于第二阈值，当第六差值大于第二阈值且小于第三阈值时，若第六温度传感器的当前值小于预设目标值，控制第一温控设备升温调节，若第六温度传感器的当前值大于预设目标值，控制第一温控设备降温调节，直至第六差值小于第一阈值，且第一阈值小于第一温度传感器和第二温度传感器当前值的差值，混合液体进入混合机进行混合，完成配料。示例性地，如图8所示，当表达式|T6-预设目标值|

当第六差值大于第一阈值且小于第二阈值时，若第六温度传感器的当前值小于预设目标值，控制第二温控设备升温调节，若第六温度传感器的当前值大于预设目标值，控制第二温控设备降温调节，直至预设目标值减去系数与第四温度传感器值的差值小于第一阈值，完成混合机配料。示例性地，当表达式|预设目标值-系数-T4|

当第六差值大于第三阈值时，执行根据各温度传感器的当前值、第一阈值和预设目标值控制第一温控设备和第二温控设备的过程。示例性地，首先采集T1、T2的温度，根据T6和预设目标值的大小控制第一温控设备，当第六温度传感器的当前值小于预设目标值时，控制第一温控设备升温调节，当第六温度传感器的当前值大于预设目标值时，控制第一温控设备降温调节，直至第六差值小于第一阈值，且第一阈值小于第一温度传感器和第二温度传感器当前值的差值，跳出闭环控制循环。根据预设目标值与T4+系数的大小关系控制第二温控设备，当预设目标值大于T4+系数时，第二温控设备升温调节，当预设目标值小于T4+系数时，第二温控设备降温调节。当表达式|预设目标值-系数-T4|

本发明实施例提供的闭环温控配料方法，可以根据工况的不同，采取不同的温控形式，控制第一温控设备和/或第二温控设备工作，保证温控效率的同时，提高了温控精度，多元化的温控形式可以适应不同的工况，保证温控的适用范围，减少能耗。

本发明实施例提供的闭环温控配料方法，两个温控设备的温度调节精度不一样，第一温控设备用于大范围调节，效率高，第二温控设备用于精细小范围调节，精度高，两者配合适用，达到最佳的温控效果。

实施例3

图9示出了本发明实施例中计算机设备的结构示意图，包括：处理器901和存储器902，其中，处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。

处理器901可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如上述方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。

存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。

上述计算机设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。