至臻卓越 为“锂”创造

背景

在全球新能源开发持续升温的背景下，动力和储能用锂离子电池呈高速发展趋势。相比于碳酸锂，用氢氧化锂制取的高镍三元材料具有更高的能量密度和更好的充放电性能。随着高镍时代的到来，氢氧化锂日益成为全球电池产业链巨头争相抢夺的对象。统计显示，2020年氢氧化锂需求增幅高达71%。预计2022年，氢氧化锂将会取代碳酸锂，成为锂需求的主力增量。

某锂业公司主要研发、生产和销售电池级氢氧化锂等锂电材料系列产品，致力于成为全球最具规模、技术领先的锂电材料企业。面对快速增长的市场需求，公司积极布局并加快氢氧化锂项目建设，计划在2024年年底前分5期建设形成年产10万吨电池级氢氧化锂项目生产线。经过紧张的前期筹备，一期2万吨电池级氢氧化锂项目于2019年正式开工建设。

电池级氢氧化锂作为锂产业链下游核心锂盐品种，不仅仅是一种精细化工产品，更重要的，它也是直接影响新能源汽车整车安全性、驾乘体验以及电池循环寿命的最核心原材料之一。为制造卓越品质的氢氧化锂产品并尽快投入市场，该锂业公司希望与全球领先企业合作，通过先进可靠且易于快速部署的自动化和智能电气一体化解决方案，打造一条高效、稳定、连续的全自动化电池级氢氧化锂生产线，提高生产力和产品品质，加速产品上市，同时为未来智能化的发展道路奠定基石。

挑战

全自动化生产线可以避免氢氧化锂生产中分批次停机停产的情况，有效保障氢氧化锂产品的一致性，提升下游客户生产环节的品质管控能力。但氢氧化锂的生产环节复杂，实现全自动化生产并非易事。

氢氧化锂是典型的混合型生产方式，既有连续控制的需求，又面对大量的数字量控制，要求自动化控制系统不仅能够可靠、高效地实现工艺控制目标，同时又能实现产品的快速上市。

此外，一期项目计划于2020年建成投产，工期非常紧张。为保障工期并弥补人力的不足，该锂业公 司需要一家经验丰富的主自动化供 应商（MAC）协助，统筹规划和设 计实施全厂自动化和电气化，并要 求自动化和电气解决方案能够实现快速设计、安装、调试和投运。

解决方案

经过多方考察和综合比较，罗克韦尔自动化出色的系统功能优势和优秀的项目部署能力获得了该企业的高度认可。罗克韦尔自动化在前期咨询服务中充分了解和梳理了客户的需求，为其量身设计了涵盖PlantPAx分布式控制系统（DCS）、智能电机控制中心（iMCC）和气体系统（GDS）的一体化解决方案。方案实现了全厂自动化和智能电气系统的无缝集成，降低成本并极大地缩短了安装调试时间，在保障项目快速投产的同时，实现OT运营技术层的互联互通，为客户未来的IT/OT技术融合和智能制造奠定了坚实的自动化和网络化基础。

其中，PlantPAx可帮助企业实施包括过程控制、离散控制、动力控制和安全控制的全厂级控制和优化方案。其控制系统网络采用标准的工业以太网协议Ethernet/IP，具备强大的组网功能以及开放的网络功能，既满足控制系统的实时性和安全性，又为MES和ERP等系统开放了数据平台。

通过PlantPAx与智能电机控制中心（iMCC）的无缝集成，罗克韦尔自动化帮助客户减少了智能电气与DCS之间的柜间接线数量，直接节省近2000个I/O点。此外，一体化解决方案所实现的预防性维护及故障的快速恢复（ADC）功能，可避免非计划停机，降低非计划停机导致的生产损失，提高资产利用率，极大减少未来的维护工作量。

项目实施期间正值新冠肺炎疫情暴发，项目团队克服疫情挑战，仅用2个多月的时间就完成了200余台MCC的安装调试。罗克韦尔自动化团队良好的专业素养和服务态度得到了客户的高度评价：“项目的顺利投产与罗克韦尔自动化团队的努力密不可分，特别感谢他们的辛苦付出。项目现场服务工程师2020年3月底即到达现场，一直兢兢业业，尽职尽责。在安装过程中积极配合安装单位，并给予技术指导，工作认真、细致、专业，不仅及时协调处理发现的问题，还主动检查并提出我们没有察觉的问题，为安装、调试和试车工作的顺利进行提供了技术保证。项目的设计人员也为项目倾注了大量心血，对于我们的需求，无论是在工作时间还是非工作日，都有求必应。”

效果

2020年8月，该公司一期2万吨电池级氢氧化锂项目建成并投入试生产，从开工建设到投产运行只有短短的300天，创造了锂电企业建设发展的新速度。罗克韦尔自动化集控制、智能电气和气体系统的一体化解决方案不仅帮助客户大幅缩短了产品的上市时间，同时在安全、节能、环保和高效方面为客户创造可持续价值。先进的全厂自动化控制系统实现了生产的高度自动化，可以帮助客户显著提升产品质量和产量；PlantPAx高效的操作界面和报警管理，有效提高了操作员的工作效率，避免误操作，为安全生产提供保障；智能电气解决方案则采用了大量的智能电气元器件，如变频器等，从而帮助企业极大地降低能耗。

随着一期工程的顺利投产，项目二期年产2.5万吨电池级氢氧化锂项目也于2020年12月正式启动，预计于2021年底建成投产。罗克韦尔自动化将继续为二期项目部署覆盖全厂的自动化和智能电气解决方案。

该项目是罗克韦尔自动化迄今为止最大的分布式控制系统（PlantPAx）、智能电机控制中心（iMCC）和气体系统（GDS）一体化应用项目。当前，新能源汽车已经成为全球汽车工业转型升级的方向和潮流。面对这一时代机遇，罗克韦尔自动化愿与客户携手，不遗余力地将自动化、数字化和智能化技术在成本、效率、质量、安全和节能环保等方面的优势引入电池级氢氧化锂生产，让更多企业从中获益，推动全球能源转型的同时，为人们带来安全、舒适、高效的驾乘体验。