Hi，家人們，今天C小C邀請了一位好朋友來(lái)到我的直播間——鋰電池。他可是現在儲能市場(chǎng)的“網(wǎng)紅”。它為什么紅？我可是有數據的哦！

數據顯示，2021年全國鋰離子電池產(chǎn)量324GWh，同比增長(cháng)106%，其中消費、動(dòng)力、儲能型鋰電產(chǎn)量分別為72GWh、220GWh、32GWh，分別同比增長(cháng)18%、165%、146%。鋰電四大關(guān)鍵材料產(chǎn)量增長(cháng)迅猛，據研究機構測算，正極材料、隔膜、電解液增幅接近100%。鋰電全行業(yè)總產(chǎn)值突破6000億元人民幣。

接下來(lái)，話(huà)筒交給鋰電池.......

CC-Link家人們好，我是鋰電池。在全球開(kāi)啟新一輪能源變革，儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為大勢所趨，我就成為了市場(chǎng)寵兒，但是我要從銅箔baby成長(cháng)為鋰電池可是有很長(cháng)的工藝流程，主要設備包括有涂布機、分切機、卷繞機/疊片機等，其中混料、涂布、干燥及分切是屬于前端工序，而像疊片、焊接、注液、封裝、化成、包裝等都屬于后端工序，大致工序如下圖所示：

  鋰電行業(yè)工藝圖

當然我的快速成長(cháng)離不開(kāi)由于CC-Link IE TSN的助力，尤其是在疊片機設備上。今天我給大家好好展示一下CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢。

與傳統疊片機比較我可是很喜歡使用CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行搭建的疊片機，該設備通過(guò)Z字形疊片方式，實(shí)現將陽(yáng)極片、陰極片以及隔離膜堆疊成電芯。

疊片設備及Z字形疊片方式

因此本臺設備使用了全球第一個(gè)基于TSN技術(shù)開(kāi)發(fā)的CC-Link IE TSN工業(yè)開(kāi)放式總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )作為運動(dòng)控制設備總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，它的主力是三菱電機最新推出的MELSERVO-J5伺服控制器來(lái)進(jìn)行控制，在設備調試階段，由于CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò )穩定高速地的傳輸速度，使整個(gè)疊片設備在運行過(guò)程中非常穩定。 如果說(shuō)高速的運動(dòng)控制是提升整體生產(chǎn)節拍，那隔離膜的糾偏就是提升整個(gè)產(chǎn)品的精度，本段工藝主要使用了兩次糾偏，一級糾偏是放置在放料卷位置，伺服掛接32：1的減速器通過(guò)絲桿去控制放卷設備；而二級糾偏主要是伺服直接控制絲桿來(lái)實(shí)現糾偏作業(yè)，因為二級糾偏是疊片前的最后一道工序，如果使用減速器會(huì )影響整體精度，目前精度已經(jīng)可以控制在0.3mm以?xún)?，如果在出料口使用更多一級糾偏，可以把精度控制在0.1mm上下。

一級糾偏和二級糾偏

當然，這只是該道工序的成品，后續還需要進(jìn)行焊接極耳等操作。因為我只有經(jīng)歷這些工藝，我才可以成為優(yōu)秀的鋰電池。

C小C要給大家劃重點(diǎn)嘍！

在正式了解該通訊總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )前，我們先認識下什么是TSN技術(shù)。TSN技術(shù)，就是Time Sensitive Networks，中文來(lái)講就是時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )。他的前身是AVB技術(shù)，也就是音視頻橋接技術(shù)，主要是應用在現場(chǎng)直播以及汽車(chē)中控方面，隨著(zhù)自身協(xié)議的完善，IEEE802.1工作組在2012年的時(shí)候正式把該技術(shù)更名為T(mén)SN技術(shù)。TSN不是一個(gè)單一的標準或者說(shuō)協(xié)議，它是由多種協(xié)議組成的，到目前為止他的協(xié)議標準還處于在不斷地完善和補充過(guò)程中。TSN標準作為普通以太網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)擴展協(xié)議，他的目的就是對普通以太網(wǎng)在實(shí)時(shí)性、時(shí)間同步性、高精度、安全性方面做一個(gè)有效的補充。在過(guò)去，工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )很少去使用普通以太網(wǎng)協(xié)議就是因為在安全性、高精度等方面不滿(mǎn)足需求，因此經(jīng)過(guò)普通以太網(wǎng)協(xié)議擴展后的TSN技術(shù)是非常適合工業(yè)領(lǐng)域的。

TSN技術(shù)

而CC-Link IE TSN作為全球首款應用TSN技術(shù)的千兆工業(yè)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )，由CLPA正式于2018年11月全球發(fā)布，僅僅只需一根網(wǎng)線(xiàn)就可以連接多種不同的協(xié)議，包括CC-Link IE TSN協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、UDP、MODBUS/TCP、SLMP等等，同時(shí)也可以兼容各種基于TSN技術(shù)的其他工業(yè)開(kāi)放總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。

 CC-Link IE TSN結構圖

同時(shí)，由于TSN技術(shù)的時(shí)間同步與時(shí)間分割功能，在使用過(guò)程中大家可以根據自身設備的要求來(lái)設置各自不同的刷新周期，傳統的網(wǎng)絡(luò )中，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )內，對每一臺設備的通信周期都是一致的，而CC-Link IE TSN則可以針對不同的設備配置不同的通信周期，比方說(shuō)伺服放大器這樣的需要高速控制的設備可以配置高速的通信周期、而遠程I/O、變頻、溫控設備等則可以配置中速的通信周期，從而能更加有效的使用千兆的網(wǎng)絡(luò )資源，使設備的控制性能最大化。

同網(wǎng)段不同數據刷新周期

控制系統

電控系統

如圖所示，整個(gè)控制系統使用了9個(gè)放大器控制總共10臺電機，分別是3臺100W、3臺700W、2臺400W的伺服電機和兩臺直線(xiàn)電機，所有的伺服控制器都是通過(guò)CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò )來(lái)進(jìn)行數據高速通訊，使用PLC模塊可以完成控制。

與此同時(shí)，通過(guò)TCP/IP協(xié)議使用通用型交換機連接1臺三菱GT2512的人機界面和1臺研華(Advantech)的SRK-CTR-00工控機，其中人機界面主要是為了方便直觀(guān)的在設備外側觀(guān)察數據和進(jìn)行觸屏控制，而工控機主要是為了控制4個(gè)康耐視(Cognex)的CCD來(lái)實(shí)現精準地極片定位，使隔離膜與極片之間保持一致。另外值得一提的是，J5系列伺服的網(wǎng)口也可以通過(guò)普通以太網(wǎng)交換機額外直連千兆/百兆的以太網(wǎng)設備進(jìn)行高速通訊，實(shí)現多種網(wǎng)絡(luò )混合通信。

GOT 控制面板

人機界面的控制面板，通過(guò)MELSOFT協(xié)議與三菱的R系列PLC連線(xiàn)并進(jìn)行控制，使用人機界面大大方便了后期對于設備的改造，虛擬的點(diǎn)位控制更改起來(lái)也非常方便，無(wú)需再去更改設備接線(xiàn)等，方便設備后期的維護和修改。

設置界面

在調試的時(shí)候也發(fā)現目前三菱電機已經(jīng)把工程軟件進(jìn)行了比較完善的升級，如圖16所示，相較于過(guò)去，如今已經(jīng)可以直接通過(guò)GX Works 3 對伺服系統進(jìn)行編程與設置，擺脫了過(guò)去需要打開(kāi)多個(gè)軟件十分不方便；程序中也可以大量使用標簽來(lái)制作程序，方便廠(chǎng)家去制作符合自身標準的規范設備，同時(shí)伺服程序中的全局標簽也可以選擇去共享給PLC進(jìn)行映射使用，大大方便了工程師的使用。

直播即將結束

CC-Link IE TSN作為目前最新的工業(yè)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，在工業(yè)現場(chǎng)設備中將會(huì )得到更多應用，目前三菱電機推出的RD78G系列的運動(dòng)控制模塊單個(gè)已經(jīng)可以連接最多256軸/設備，且可以累計使用三個(gè)模塊達到700多軸，變頻器A800等多系列產(chǎn)品也支持CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)相比于過(guò)去，CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò )更加開(kāi)放，主、從站設備都支持各個(gè)廠(chǎng)家進(jìn)行軟件或硬件形式開(kāi)發(fā)。

針對國內的市場(chǎng)，半導體、鋰電、汽車(chē)等行業(yè)的單機設備或線(xiàn)體在未來(lái)將會(huì )更加復雜，需要增加更多的軸、更多設備去對應；同時(shí)，對應當前5G網(wǎng)絡(luò )與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統的使用也需要與IT互相兼容的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，CC-Link IE TSN既可以方便與上位系統兼容，也可以與下位多協(xié)議同時(shí)傳輸，因此十分適合未來(lái)設備的發(fā)展。

感謝家人們的陪伴，今天直播就要和大家說(shuō)再見(jiàn)了，但是C小C希望CC-Link IE TSN網(wǎng)絡(luò )可以與更多的伙伴一起攜手助力行業(yè)發(fā)展。

★參考資料

1、CC-Link IE TSN 白皮書(shū)

2、MR-J5用戶(hù)手冊

3、疊片機平臺設計方案

4、2019中國鋰電行業(yè)市場(chǎng)現狀及發(fā)展趨勢