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案例頻道一顆顆剛剛封裝完畢的鋰電池，正在通過托盤裝運進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，通過充放電設備這些電池將被第一次充電以使電芯激活，實現鋰電池的“初始化”并進一步將化成后的電芯按照設計標準進行充放電，以測量電芯的電容量。
這令專業人士“賞心悅目”的一幕，已經在鋰電工廠中變得越來越普遍。這條電池轉運的物流輸送線，正如電池工廠的“高速路”，在輸送機、頂升移載，托盤定位機構、裝盤系統、出入庫搬運系統，堆垛提升機，拆疊盤機等一系列自動化控制設備的支撐下，讓整個鋰電池中后段工藝變得“行云流水”一般，輕松而高效。
而來自魏德米勒的分布式遠程I/O技術，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
事實上，近年來隨著中國新能源汽車市場的快速發展，動力鋰電生產線的自動化和數字化的需求驅動力日益提升。綜觀鋰電池車間的物流線，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，實現自動裝盤、自動分揀運輸、自動檢測等完整的自動化物流系統。
其中，成品電芯的化成分容工藝一直是重要的物流輸送線應用場景，可大大提高后段化成、分容、檢測、分選等工藝的自動化程度——單只電池組裝下線后通過自動化物流輸送線，有序轉運到化成、分容庫入口，再借助堆垛機將一盤盤滿載的電池運送到化成分容庫各層柜點上，經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程的效率。
不難看出，鋰電池物流輸送線是典型的分布式自動化應用場景，需要對上述的不同物流設備、整個滾筒式/鏈條式輸送機上分散的各個關鍵點位進行控制。
魏德米勒提供的UR20遠程I/O技術，包括現場總線耦合器和多種DI/DO數字輸入輸出模塊，擔負著采集物流輸送線設備和過程數據，輸出執行信號的關鍵任務，可謂這條“高速路”上至關重要的自動化核心部件，其快速準確性和運行可靠性非常重要。
在某鋰電的托盤輸送線系統上，現場近3,000個I/O點都采用了模塊化的UR20系列，通過DI/DO和高速以太網通信，實現現場各類傳感器、定位裝置、各個電機驅動設備的信號處理與傳輸。考慮到電池本身的價值、輸送處理效率和產線變動，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Profinet，可以在20μs內實現256個DI/DO點狀態更新，具有快速的尋址能力及精確地映射系統進程，可以為物流輸送線的擴展預留至1,024個I/O點，而且每一個I/O模塊和通道上的LED狀態指示可以幫助進行可靠的診斷服務——這些無疑為物流輸送設備和過程信號的快速采集和電機輸出提供了強大助力，使其能夠持續優化，大大提高了生產周轉效率。
2 小體積，帶來大便利
對于鋰電輸送線設備集成商而言，從前期設計到現場安裝調試和后期運維過程，常常面對緊張的交付周期和工程技術人員不足的問題，而關鍵I/O技術帶來的靈活便利性，是非常值得關注的。
由于鋰電池廠內場地空間相對有限，采取分布式I/O技術需要多個不同的現場控制箱，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間，節省成本。同時，模塊化的設計和集成的web服務也能加快安裝配置階段的時間。
在安裝方面，魏德米勒UR20 I/O系統采用“PUSH IN”直插式接線技術，物流設備制造商的工程師只需將帶管狀端頭的導線插到壓線框底部便可完成接線，相比傳統的接線方式節約時間高達50％，而且單排結構的設計能夠有效減少接線錯誤，從而減少了設備和系統的啟動時間。
作為自動化輸送線應用的核心之一，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，為新能源鋰電工廠的物流高速路帶來了一系列創新價值，從而成為這一領域值得信賴的合作伙伴。
摘自《自動化博覽》2023年7月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號