【应用】魏德米勒超薄分布式远程I/O用于锂电自动化输送线，20μs内可更新256个DI/DO点状态

时间： 2022-10-21 来源：Weidmueller

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一颗颗刚刚封装完毕的锂电池，正在通过托盘装运进入一条滚筒物流输送机，源源不断地有序奔向下一站——化成分容库。在那里，通过充放电设备这些电池将被第一次充电以使电芯激活，实现锂电池的“初始化”并进一步将化成后的电芯按照设计标准进行充放电，以测量电芯的电容量。

这令专业人士“赏心悦目”的一幕，已经在锂电工厂中变得越来越普遍。这条电池转运的物流输送线，正如电池工厂的“高速路”，在输送机、顶升移载，托盘定位机构、装盘系统、出入库搬运系统，堆垛提升机，拆叠盘机等一系列自动化控制设备的支撑下，让整个锂电池中后段工艺变得“行云流水”一般，轻松而高效。

而来自全球电气联接技术及自动化专家——魏德米勒的分布式远程I/O技术，为这条“高速路”的建成立下了“汗马功劳”。

快速准确的数字化高速

事实上，近年来随着中国新能源汽车市场的快速发展，动力锂电生产线的自动化和数字化的需求驱动力日益提升。综观锂电池车间的物流线，主要基于立体仓库系统为中心，与锂电池烘烤、化成、分容、检测等工艺相结合，实现自动装盘、自动分拣运输、自动检测等完整的自动化物流系统。

其中，成品电芯的化成分容工艺一直是重要的物流输送线应用场景，可大大提高后段化成、分容、检测、分选等工艺的自动化程度——单只电池组装下线后通过自动化物流输送线，有序转运到化成、分容库入口，再借助堆垛机将一盘盘满载的电池运送到化成分容库各层柜点上，经充放电设备处理结束后再运送到立体库位存储，从而极大地提高了这一过程的效率。

不难看出，锂电池物流输送线是典型的分布式自动化应用场景，需要对上述的不同物流设备、整个滚筒式/链条式输送机上分散的各个关键点位进行控制。

魏德米勒提供的UR20远程I/O技术，包括现场总线耦合器和多种DI/DO数字输入输出模块，担负着采集物流输送线设备和过程数据，输出执行信号的关键任务，可谓这条“高速路”上至关重要的自动化核心部件，其快速准确性和运行可靠性非常重要。

在某锂电的托盘输送线系统上，现场近3,000个I/O点都采用了模块化的UR20系列，通过DI/DO和高速以太网通信，实现现场各类传感器、定位装置、各个电机驱动设备的信号处理与传输。考虑到电池本身的价值、输送处理效率和产线变动，IO需要更快速、精确的响应能力和扩展能力。

UR20利用高速的系统总线Profinet，可以在20μs内实现256个DI/DO点状态更新，具有快速的寻址能力及精确地映射系统进程，可以为物流输送线的扩展预留至1024个I/O点，而且每一个I/O模块和通道上的LED状态指示可以帮助进行可靠的诊断服务——这些无疑为物流输送设备和过程信号的快速采集和电机输出提供了强大助力，使其能够持续优化，大大提高了生产周转效率。

小体积，带来大便利

对于锂电输送线设备集成商而言，从前期设计到现场安装调试和后期运维过程，常常面对紧张的交付周期和工程技术人员不足的问题，而关键I/O技术带来的灵活便利性，是非常值得关注的。

由于锂电池厂内场地空间相对有限，采取分布式I/O技术需要多个不同的现场控制箱，因此I/O的安装体积和模块化设计是重要考虑因素。在现场机柜及设备的应用中，UR20的模块超薄的设计以及减少馈电模块的使用，能大大节省柜内空间，免工具安装节约安装时间，节省成本。同时，模块化的设计和集成的web服务也能加快安装配置阶段的时间。

在安装方面，魏德米勒UR20 I/O系统采用“PUSH IN”直插式接线技术，物流设备制造商的工程师只需将带管状端头的导线插到压线框底部便可完成接线，相比传统的接线方式节约时间高达50％，而且单排结构的设计能够有效减少接线错误，从而减少了设备和系统的启动时间。

作为自动化输送线应用的核心之一，魏德米勒UR20系列I/O，以快速精确的响应能力和设计上的便利性，为新能源锂电工厂的物流高速路带来了一系列创新价值，从而成为这一领域值得信赖的合作伙伴。

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