Tự động hóa dây chuyền sản xuất với RGV sử dụng kết nối Wi-Fi trong nhà máy sản xuất pin xe điện

Thông tin chung

Là một công nghệ cốt lõi của hậu cần thông minh, các phương tiện vận chuyển tự động đã chứng kiến sự phát triển bùng nổ trong những năm gần đây, với việc các nhà sản xuất ô tô lớn đầu tư vào việc thiết lập các dây chuyền sản xuất phương tiện hoàn toàn mới. Ngoài các ngành truyền thống như chế tạo máy và xử lý hóa chất, các ứng dụng mới trong điện tử và thiết bị gia dụng đang làm tăng doanh số bán các phương tiện sử dụng nhiên liệu thay thế, đặc biệt là phương tiện chạy điện (EV).

So với các dây chuyền sản xuất ô tô truyền thống bao gồm các công đoạn lắp ráp, hàn và sơn quan trọng, điểm mấu chốt của sản xuất EV là công nghệ pin điện. Theo đó, tối ưu hóa việc sản xuất pin năng lượng đã trở thành trọng tâm chính của đầu tư và R&D EV.

Gần đây, một nhà sản xuất xe ở Trung Quốc đã tung ra một số xe điện và được đón nhận nồng nhiệt với doanh số kỉ lục, củng cố vị trí dẫn đầu thị trường xe điện của Trung Quốc. Hiện tại, nhà sản xuất này là một trong số ít thương hiệu ô tô có cả công nghệ sản xuất xe và công nghệ pin lithium lõi được cấp bằng sáng chế. Để duy trì lợi thế cạnh tranh, nhà sản xuất rất muốn nâng cấp cơ sở hạ tầng nhà máy và quy trình sản xuất để đạt hiệu quả và năng suất tối đa.

Yêu cầu hệ thống

Do hệ thống lưu trữ năng lượng rất cần thiết cho xe điện nên mục tiêu chính của nhà sản xuất là tiêu chuẩn hóa việc sản xuất pin chất lượng cao. Có ba giai đoạn chính liên quan đến quá trình sản xuất pin EV: sản xuất điện cực, lắp ráp các cell pin và hoàn thiện bộ pin. Trong trường hợp ứng dụng này, nhà sản xuất muốn nâng cấp hoạt động sản xuất pin của mình đồng thời cải thiện năng suất và giảm chi phí.

Phương tiện dẫn đường bằng ray (RGV) thường được sử dụng trong nhà kho để xử lý nhanh với công suất cao. Muốn tự động hóa và đẩy nhanh việc xử lý pin, nhà sản xuất đã lên kế hoạch nâng cấp dây chuyền sản xuất tại nhà máy của họ bằng xe đẩy RGV. Là các xe vận chuyểncó ray, RGV có thể dễ dàng tích hợp với các hệ thống hậu cần khác, chẳng hạn như trạm xuất/nhập, trạm đệm, băng tải, thang máy và rô-bốt, để xử lý và vận chuyển nguyên vật liệu.

Tuy nhiên, cơ sở hạ tầng hiện có và cách bố trí dây chuyền sản xuất mật độ cao, cũng như sự hiện diện của một số kết cấu thép và thiết bị điện công suất cao, tạo ra nhiễu điện từ đáng kể. Do đó, để đảm bảo liên lạc đáng tin cậy giữa hệ thống lập lịch trình, hệ thống điều khiển RGV và máy tính bảng cầm tay, mạng Wi-Fi mạnh mẽ với kết nối đáng tin cậy để truyền dữ liệu cấp công nghiệp phải được thiết lập.

Ngoài ra, vì hệ thống điều khiển PLC hiện có sử dụng Modbus, giải pháp truyền thông không dây phải hỗ trợ chuyển tiếp giao thức Modbus để tích hợp dễ dàng, liền mạch. Đồng thời, do nhà máy có nhiều dây chuyền sản xuất nên các hệ thống của từng dây chuyền sản xuất phải độc lập với nhau để tránh các hiện tượng bất thường trong sản xuất.

Triển khai dự án

• EKI-1361: 1-port RS-232/422/485 to 802.11 a/b/g/n WLAN Serial Device Server
• EKI-6333AC-2G: IEEE 802.11 a/b/g/n/ac Concurrent Dual-Band Wi-Fi AP/Client
  
• EKI-2528: Industrial Unmanaged Switch
  

Mô tả hệ thống

Đối với trường hợp này, một giải pháp RGV tích hợp đã được sử dụng để tự động hóa dây chuyền sản xuất và cung cấp một hệ thống sản xuất linh hoạt. Dây chuyền sản xuất pin được trang bị đường ray và xe đẩy RGV để xử lý vật liệu và vận chuyển pin và mô-đun. Để cung cấp khả năng giao tiếp không dây, các thiết bị Wi-Fi Client EKI-1361 của Advantech và các điểm phát sóng Wi-Fi (AP) EKI-6333AC-2G đã được sử dụng làm các thành phần chính.

Các thiết bị EKI-1361 cung cấp hỗ trợ serial-to-Wi-Fi, Ethernet-to-Wi-Fi và 2.4G/5G, tăng tính linh hoạt của các giải pháp và cung cấp kết nối mạng và giao tiếp không dây cần thiết cho các ứng dụng RGV. Xe đẩy RGV có tủ điều khiển PLC được lắp đặt với EKI-1361 được nối mạng với bộ điều khiển PLC thông qua kết nối Ethernet. Trên mỗi dây chuyền sản xuất, một thiết bị Wi-Fi AP EKI-6333AC-2G đã được cài đặt dưới dạng ghi đè không dây và được kết nối với máy chủ hệ thống lập lịch trình qua cáp mạng.

Người vận hành có thể sử dụng máy tính bảng cầm tay để lên lịch các đơn đặt hàng sản xuất và giao tiếp không dây với PLC trên RGV để thực hiện các hoạt động vận chuyển và di chuyển RGV đến các trạm được chỉ định. RGV giúp di chuyển nguyên vật liệu quanh xưởng theo nhu cầu nguyên vật liệu sản xuất công nghiệp. Sau khi vật liệu và/hoặc sản phẩm được tải lên RGV, lập lịch tuyến tự động đảm bảo quá trình xử lý nhanh chóng không có lỗi. Đối với các hoạt động của nhà máy thông minh, giải pháp mang lại khả năng tự động hóa và tính linh hoạt để thực hiện quá trình sản xuất không người điều khiển hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Lợi ích

Giải pháp hậu cần sử dụng RGV cung cấp các nền tảng cơ bản để chuẩn hóa việc sản xuất pin EV chất lượng cao. So với các thiết bị khác thường được sử dụng trong vận chuyển vật liệu, giải pháp này không bị hạn chế bởi tính khả dụng của mạng, phân phối thiết bị hoặc không gian lắp đặt. Thay vào đó, nhà sản xuất đã có thể thiết lập kết nối mạng không bị gián đoạn trong toàn bộ nhà máy bằng cách sử dụng các thiết bị thu phát sóng Wi-Fi EKI-1361 và EKI-6333AC-2G của Advantech.

Các thiết bị EKI-1361 cung cấp khả năng chuyển vùng nhanh (thời gian <100ms cho các kết nối, dò kênh nền, chọn kênh tự động nhanh, v.v.), trong khi các AP không dây EKI-6333AC-2G cung cấp vùng phủ sóng mạng ổn định, loại bỏ nhiễu điện từ và hỗ trợ Giao tiếp băng tần kép 2.4G / 5G để truy cập nhiều thiết bị. Điều này đảm bảo liên lạc liền mạch với chuyển đổi AP tự động khi RGV di chuyển qua mạng các điểm phát sóng Wi-Fi. Hơn nữa, với việc bao gồm hai cổng Gigabit Ethernet để lập kế hoạch cấu hình và mạng linh hoạt, các tuyến xe đẩy có thể được thiết kế khi cần thiết mà không cần lo lắng về cáp để cải thiện quy trình công việc.

Cung cấp khả năng tương thích tuyệt vời và dễ triển khai, giải pháp hậu cần với RGV không chỉ hỗ trợ vận hành biệt lập mà còn có thể được tích hợp với các hệ thống quản lý sản xuất và kiểm soát khác để cung cấp nhiều chức năng, bao gồm kiểm tra chất lượng, báo cáo cảnh báo và quản lý đơn đặt hàng. Đối với các dây chuyền sản xuất mật độ cao hoặc các tình huống không phù hợp với lao động thủ công của con người, việc thay thế xử lý thủ công bằng xe đẩy RGV có thể giảm thiểu tỷ lệ lỗi, mang lại độ chính xác định vị cao, chi phí lao động thấp hơn và hoàn thành nhiệm vụ xử lý vật liệu với độ chính xác và tốc độ cao.

Ngoài việc lưu kho và xử lý vật liệu, RGV còn cung cấp nhiều ứng dụng tiềm năng hơn cho các nhà sản xuất giải pháp. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, các giải pháp trong tương lai có thể tích hợp nhiều chức năng vào một phương tiện để hỗ trợ một số ứng dụng đạt hiệu quả tối đa. Thông qua việc liên tục tối ưu hóa các tính năng của sản phẩm, Advantech cung cấp cho khách hàng các giải pháp truyền thông không dây đáng tin cậy, có thể triển khai nhanh chóng và cấu hình linh hoạt.