德克威爾遠程 I/O 模塊 在鋰電池生產中的應用介紹
文:文/南京德克威爾自動化有限公司2023年第六期
導語:隨著當前鋰電行業(yè)的高速增長,頭部企業(yè)快速布局,增加產能,德克威爾開發(fā)的s產品在鋰電池電芯制造、涂布 機、包膜覆膜等工藝流程上發(fā)揮奇效,極大地提高了鋰電池產品的生產效率。
1 德克威爾EX系列卡片式I/O在鋰電生產線上的應用
(1)工藝介紹
電池就像一個儲存電能的容器,能儲存多少的容量,是靠正極片和負極片所覆載活性物質多少來決定的。正負電極極片的設計需要根據不同車型來量身定做的。正負極材料的容量、活性材料的配比、極片厚度、壓實密度等對容量等的影響也至關重要。電芯是一個電池系統(tǒng)的最小單元,多個電芯組成一個模組,再多個模組組成一個電池包,這就是車用動力電池的基本結構。德克威爾該應用項目應用于方形電池電芯裝配、Park裝配方案,多用于全自動電芯熱壓機、全自動電芯配對機、全自動超聲波焊接機、全自動轉接片焊接機、全自動包Mylar機、全自動電芯入殼機、全自動頂蓋焊接機、全自動密封釘焊接機、全自動氨檢機等機器上,這些機器所完成的工藝均是鋰電行業(yè)中的重要工序。
(2)模塊應用
在德克威爾該應用項目中,主站采用歐姆龍NX系列PLC,利用本體EC通訊接口與德克威爾遠程IO模塊進行通訊。其中DI數字量輸入模塊主要用于傳感器、氣缸磁性開關、門禁感應、各種報警信號輸入等;DO數字量輸出模塊主要用于氣缸、激光器、機器人等。AI模擬量輸入模塊主要用于壓力傳感器、風速儀、進氣總氣壓檢測等,AO模擬量輸出模塊主要用于比例閥。該客戶選擇德克威爾EX系列的遠程IO模塊原因主要是:體積小,通訊響應快,現(xiàn)場信號傳輸穩(wěn)定性好,擴展性強,高速計數器模塊使用穩(wěn)定(圖1)。
2 德克威爾助力鋰電涂布機高速、高精度、穩(wěn)定涂布
(1)工藝介紹
鋰電涂布機規(guī)模占鋰電設備總規(guī)模的15-18%,為鋰電設備核心生產裝備之一。涂布工藝是一種基于對流體物性的研究,將一層或者多層液體涂覆在一種基材上的工藝,基材通常為柔性的薄膜或者襯紙,然后涂覆的液體涂層經過烘箱干燥或者固化方式使之形成一層具有特殊功能的膜層。鋰離子電池極片涂布的方式目前主要有逗號輥轉移涂布、狹縫擠壓涂布。涂布速度、張力的穩(wěn)定決定著被涂材料的薄厚程度以及產品的品質。被涂材料越薄,則單位體積的電池容量越高;速度越高,產量越高,成本越低。
(2)德克威爾遠程I/O模塊在鋰電涂布機中的應用該項目為新能源行業(yè)中鋰電池制片工藝段,用于正負極預涂層涂布和正負極漿料涂布。該線體長度為80米左右,在供料單元、涂布單元、背輥、烘干、上下模都應用了用德克威爾EX系列遠程IO,應用大量數字量信號與模擬量信號。該設備使用西門子1512SP控制器主站,搭配德克威爾EX-1110卡片式遠程IO,主要負責位置傳感器的到位信號,溫控儀的溫度檢測,485通訊主要為MODBUS-RTU的變頻器讀寫,用于烘干箱鼓風機和排風機的控制。整條產線對于各工位信號的精度和響應時間要求較高,以適應惡劣的工作環(huán)境,為涂布線的穩(wěn)定運行提供有利保障(圖2)。
3 德克威爾助力鋰電池包膜覆膜工藝,節(jié)能增效
(1)工藝介紹
鋰電池包膜通過對電池外表面進行區(qū)域劃分包膜區(qū)域,對電池的第一包膜區(qū)域中的絕緣膜重疊部分的絕緣膜進行加壓處理,減小絕緣膜重疊部分的高度差,進而對第一包膜區(qū)域的絕緣膜進行表面能活化處理。在第一包膜區(qū)域的絕緣膜上涂覆膠水,對膠水進行固化處理,這樣可以對電池外表面起到一定的保護作用,能夠進一步地提高電池的絕緣性能,滿足電池絕緣性能的要求,提高電池的使用安全性。
(2)德克威爾遠程I/O在鋰電池包膜機的應用包膜機的生產過程是由取料、貼膜、短路檢測、下料等幾部分組成的。該系統(tǒng)搭配的是德克威爾EX卡片式IO模塊,擴展輸入輸出點數,其中輸入信號包括:啟動、停止、急停、取電芯電機前限、取電芯電機原點、取電芯電機后限、取電芯電機報警、貼膜好壞檢測、短路檢測、光電開關檢測氣缸是否到位、傳感器檢測每次貼膜的膠帶是否貼在電芯上。輸出包括:取電電芯電機正反轉、下料電機正反轉、貼膠帶真空電磁閥、短路檢測氣缸電磁閥等。該設備主要應用于鋰電池的發(fā)揮著工藝階段,其中還包括鋰電池絕緣檢測和漏電檢測等檢測工藝流程。系統(tǒng)使用歐姆龍NJ501控制器主站,搭配德克威爾EX-1100卡片式遠程IO,用于控制工廠內生產任務環(huán)節(jié)分配,采用雙線鏡像生產,產品出產效率得到了極大的提升(圖3)。
4 德克威爾EX系列遠程I/O的特點
德克威爾EX系列遠程I/O的性能特點包括:
? 通信穩(wěn)定,響應快,操作便捷,效率高;
? 總線協(xié)議豐富,支持多種通訊協(xié)議,例如:EtherCAT、PROFINET、DeviceNet、CC-Link、EtherNET/IP、Modbus-RTU、CC-Link IEF Basic等;
? 信號類型豐富,可滿足工廠自動化與過程自動化控制,支持數字量、模擬量、溫度模塊、編碼器模塊、自由通訊模塊;
? 結構緊湊,模塊體積小,單個I/O模塊最大支持32數字量信號點;
? 擴展能力強,單個適配器最大可擴展32片I/O模塊,耦合器掃描速度快;
? 簡單易用,標準DIN35導軌式安裝,直插式端子,免工具安裝。
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