锂电池作为新能源,在混合动力电动车、移动终端、数码设备中应用广泛。锂电池制造备受关注,锂电生产中轧制过程改变了涂覆材料的密度,直接影响锂电池储能,其设备控制系统是课题研究的重点。同时,嵌入式控制系统发展如梭,出于其可裁剪和专用性特质,在工业控制领域获得了日益广泛的使用。”工业4.0”提出,控制系统不仅要有更可靠的硬件,还要有更有效的控制,以及更智能的连接。本文针对锂离子电池极片轧机嵌入式系统硬件可靠性、软件系统调度能力、控制效果及通讯方式等方面的问题,进行嵌入式控制系统研究,设计一套硬件电路整体优异,软件系统调度能力、实时性和可靠性强,有良好张力控制效果的控制系统,并结合总线和网络两种通讯连接方式于一体。具体主要从以下几个方面进行研究:1.锂电池极片轧机以及嵌入式控制系统的发展现状进行调研,分析发展趋势。对现场锂电池极片轧机整体控制系统,进行系统集成的研究,提出系统集成的解决方案。2.设计可靠的电气隔离,对通讯模块使用独立隔离电源,对通用I/O使用外部独立电源,并提出独到的光电隔离设计方法。完善各类电路保护措施,电源接口使用防反接保护和过流保护,在通讯接口上设计浪涌保护。设计处理能力达到225 DMIPS、SRAM设计存储能力大于1MByte、Flash大于16MByte的主控电路,设计高速I/O能够达到200kHz的接口。软件硬件支持RS232/Modbus、RS485/Modbus,、CAN、USB、Ethernet等通讯方式。3.移植并基于FreeRTOS操作系统的软件,结合锂电池极片轧机控制系统工艺要求,制定一套合理的调度方案。针对锂电池极片轧机,提出其软件系统关键策略。研究相应的控制逻辑,与数据处理方案。针对锂电池极片轧机张力控制,提出带有打滑补偿的卷径演算张力控制。针对锂电极片轧机易发故障,提出相应的故障处理方法。设计安全性高、界面友好的GUI。4.对锂电池极片轧机嵌入式控制主板进行电路进行测试。针对张力控制搭建实验平台验证效果优于传统卷径演算张力控制。在现场进行验证测试,确定各项参数指标达到国内先进水准。