电池作为人工能源的重要组成部分,至今仍发挥着不可替代的作用。随着科技的进步和人类对生存环境的日益重视,各种各样的绿色环保电池越来越多的出现在人们的日常生活和工业生产中。其中,无汞碱锰电池是其中最具代表性的新型能源之一。　　 进入二十一世纪后,中国成为无汞碱锰电池的重要生产基地之一。本课题是在校企合作的平台上,以无汞碱锰电池生产线的控制系统作为研究对象,以提高无汞碱锰电池生产线的信息化、自动化水平为目标而展开的。课题对国内外电池工业和电池生产线的发展做了调查,并对其控制系统做了对比分析,在此基础上,结合当前的科技水平和生产线发展特点,设计出一种基于工业以太网的自动控制和管理系统。　　 论文对碱锰电池生产线的工序做了详细的介绍,通过对传统碱锰电池生产线的结构、工序特点以及故障种类的分析,结合生产信息化、自动化的要求,确定将PC机和具有以太网通讯功能的PLC组成的控制网络作为新型生产线的控制系统。　　 结合当前电池生产线的运行特点,对电池生产线进行Petri网建模,根据模型的求解结果提出串行生产线优化能力的评价标准:可优化度η,并对η＞1的电池生产线制定了相应的优化控制策略。对优化策略进行Matlab/Simulink/Stateflow建模和仿真的结果显示,优化后的控制系统通过对电池生产线的自动调节,优化了生产过程。这为新型电池生产线控制系统的优化设计奠定了理论基础。　　 方案确定后再进行控制系统硬件和软件系统的具体配置和设计。根据生产线和拟定优化策略的特点,下位机的PLC做了两种配置方案,系统的上位机控制软件在组态王环境中开发。在以上配置方案的基础上,设计LR20无汞碱锰电池生产线控制系统上位机程序和相应PLC程序。上位机程序与PLC程序相互支持,集成了显示、控制、统计等多种功能。工作人员可以方便迅速的对整个生产线实时监控。　　 与国内传统无汞碱锰电池生产线的分散控制系统相比,本课题设计开发的集散控制系统不但可以通过工业触摸屏实现各工作站的分散控制,而且具有组网优势,能够借助工业以太网共享生产数据,具备自我优化调节能力,便于生产的集中管理,有较大的使用价值,同时具有一定的工程借鉴意义。另外,这种针对串行生产线系统的优化控制策略对新型串行生产线的设计和制造有较大的理论价值。