一顆顆剛剛封裝完畢的鋰電池，正在通過(guò)托盤(pán)裝運進(jìn)入一條滾筒物流輸送機，源源不斷地有序奔向下一站——化成分容庫。在那里，通過(guò)充放電設備這些電池將被第一次充電以使電芯激活，實(shí)現鋰電池的“初始化”并進(jìn)一步將化成后的電芯按照設計標準進(jìn)行充放電，以測量電芯的電容量。

這令專(zhuān)業(yè)人士“賞心悅目”的一幕，已經(jīng)在鋰電工廠(chǎng)中變得越來(lái)越普遍。這條電池轉運的物流輸送線(xiàn)，正如電池工廠(chǎng)的“高速路”，在輸送機、頂升移載，托盤(pán)定位機構、裝盤(pán)系統、出入庫搬運系統，堆垛提升機，拆疊盤(pán)機等一系列自動(dòng)化控制設備的支撐下，讓整個(gè)鋰電池中后段工藝變得“行云流水”一般，輕松而高效。

而來(lái)自魏德米勒的分布式遠程I/O技術(shù)，為這條“高速路”的建成立下了“汗馬功勞”。

1　快速準確的數字化高速

事實(shí)上，近年來(lái)隨著(zhù)中國新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，動(dòng)力鋰電生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化和數字化的需求驅動(dòng)力日益提升。綜觀(guān)鋰電池車(chē)間的物流線(xiàn)，主要基于立體倉庫系統為中心，與鋰電池烘烤、化成、分容、檢測等工藝相結合，實(shí)現自動(dòng)裝盤(pán)、自動(dòng)分揀運輸、自動(dòng)檢測等完整的自動(dòng)化物流系統。

其中，成品電芯的化成分容工藝一直是重要的物流輸送線(xiàn)應用場(chǎng)景，可大大提高后段化成、分容、檢測、分選等工藝的自動(dòng)化程度——單只電池組裝下線(xiàn)后通過(guò)自動(dòng)化物流輸送線(xiàn)，有序轉運到化成、分容庫入口，再借助堆垛機將一盤(pán)盤(pán)滿(mǎn)載的電池運送到化成分容庫各層柜點(diǎn)上，經(jīng)充放電設備處理結束后再運送到立體庫位存儲，從而極大地提高了這一過(guò)程的效率。

不難看出，鋰電池物流輸送線(xiàn)是典型的分布式自動(dòng)化應用場(chǎng)景，需要對上述的不同物流設備、整個(gè)滾筒式/鏈條式輸送機上分散的各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)位進(jìn)行控制。

魏德米勒提供的UR20遠程I/O技術(shù)，包括現場(chǎng)總線(xiàn)耦合器和多種DI/DO數字輸入輸出模塊，擔負著(zhù)采集物流輸送線(xiàn)設備和過(guò)程數據，輸出執行信號的關(guān)鍵任務(wù)，可謂這條“高速路”上至關(guān)重要的自動(dòng)化核心部件，其快速準確性和運行可靠性非常重要。

在某鋰電的托盤(pán)輸送線(xiàn)系統上，現場(chǎng)近3,000個(gè)I/O點(diǎn)都采用了模塊化的UR20系列，通過(guò)DI/DO和高速以太網(wǎng)通信，實(shí)現現場(chǎng)各類(lèi)傳感器、定位裝置、各個(gè)電機驅動(dòng)設備的信號處理與傳輸?？紤]到電池本身的價(jià)值、輸送處理效率和產(chǎn)線(xiàn)變動(dòng)，I/O需要更快速、精確的響應能力和擴展能力。

UR20利用高速的系統總線(xiàn)Profinet，可以在20μs內實(shí)現256個(gè)DI/DO點(diǎn)狀態(tài)更新，具有快速的尋址能力及精確地映射系統進(jìn)程，可以為物流輸送線(xiàn)的擴展預留至1,024個(gè)I/O點(diǎn)，而且每一個(gè)I/O模塊和通道上的LED狀態(tài)指示可以幫助進(jìn)行可靠的診斷服務(wù)——這些無(wú)疑為物流輸送設備和過(guò)程信號的快速采集和電機輸出提供了強大助力，使其能夠持續優(yōu)化，大大提高了生產(chǎn)周轉效率。

2　小體積，帶來(lái)大便利

對于鋰電輸送線(xiàn)設備集成商而言，從前期設計到現場(chǎng)安裝調試和后期運維過(guò)程，常常面對緊張的交付周期和工程技術(shù)人員不足的問(wèn)題，而關(guān)鍵I/O技術(shù)帶來(lái)的靈活便利性，是非常值得關(guān)注的。

由于鋰電池廠(chǎng)內場(chǎng)地空間相對有限，采取分布式I/O技術(shù)需要多個(gè)不同的現場(chǎng)控制箱，因此I/O的安裝體積和模塊化設計是重要考慮因素。在現場(chǎng)機柜及設備的應用中，UR20的模塊超薄的設計以及減少饋電模塊的使用，能大大節省柜內空間，免工具安裝節約安裝時(shí)間，節省成本。同時(shí)，模塊化的設計和集成的web服務(wù)也能加快安裝配置階段的時(shí)間。

在安裝方面，魏德米勒UR20 I/O系統采用“PUSH IN”直插式接線(xiàn)技術(shù)，物流設備制造商的工程師只需將帶管狀端頭的導線(xiàn)插到壓線(xiàn)框底部便可完成接線(xiàn)，相比傳統的接線(xiàn)方式節約時(shí)間高達50％，而且單排結構的設計能夠有效減少接線(xiàn)錯誤，從而減少了設備和系統的啟動(dòng)時(shí)間。

作為自動(dòng)化輸送線(xiàn)應用的核心之一，魏德米勒UR20系列I/O，以快速精確的響應能力和設計上的便利性，為新能源鋰電工廠(chǎng)的物流高速路帶來(lái)了一系列創(chuàng )新價(jià)值，從而成為這一領(lǐng)域值得信賴(lài)的合作伙伴。

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年7月刊