Автоматизація виробничих ліній із підключенням до Wi-Fi
Вступ
Окрім традиційних галузей, таких як машинобудування та хімічна промисловість, нові сфери застосування електроніки сприяють зростанню продажів автомобілів, що працюють на альтернативному паливі, зокрема електромобілів.
У порівнянні з традиційними лініями виробництва автомобілів, що включають етапи збирання, зварювання та фарбування, ключовим моментом у виробництві електромобілів є технологія виробництва силових батарей. Відповідно, оптимізація виробництва акумуляторів електромобілів стала основним напрямом інвестицій.
Нещодавно один з китайських автовиробників випустив кілька автомобілів, які були добре прийняті та забезпечили рекордні продажі, що зміцнило позиції компанії як лідера китайського ринку електромобілів. Зараз цей виробник є одним з небагатьох автомобільних брендів, що мають як технологію виробництва автомобілів, так і запатентовану технологію виробництва основних літієвих батарей. Для збереження конкурентних переваг він прагне модернізувати заводську інфраструктуру та виробничі процеси для досягнення максимальної ефективності та продуктивності.
Системні вимоги
Оскільки системи зберігання енергії є невід'ємною частиною електромобілів, основним завданням виробника була стандартизація виробництва високоякісних батарей.
Виробництво батарей включає три основні етапи: виготовлення електродів, складання елементів і фінішну обробку батарейних блоків. У цьому випадку виробник хотів модернізувати виробництво акумуляторних батарей, підвищити продуктивність та знизити витрати.
Рейкові візки (RGV - Rail-guided vehicles) часто використовуються на складах для швидкої та високопродуктивної обробки вантажів. Бажаючи автоматизувати та прискорити процес обробки акумуляторних осередків виробник планував оснастити свої виробничі лінії RGV.
RGV легко інтегруються з іншими логістичними системами, такими як станції вихідних/вхідних вантажів, буферні станції, конвеєри, ліфти та роботи для обробки та транспортування матеріалів.
Проте чинна інфраструктура та висока щільність розміщення виробничих ліній, а також наявність кількох металоконструкцій та потужних електроприладів створюють значні електромагнітні перешкоди. Тому для забезпечення надійного зв'язку між системою планування, системою управління RGV і портативними планшетами необхідно створити надійну мережу Wi-Fi з надійним з'єднанням для передачі даних промислового рівня.
Крім того, оскільки чинна система управління ПЛК використовує протокол Modbus, рішення для бездротового зв'язку має підтримувати пересилання протоколу Modbus для простої та безшовної інтеграції. У той самий час, оскільки на заводі є кілька виробничих ліній, системи кожної їх мають бути незалежні одна від одної, щоб уникнути виробничих аномалій.
Реалізація проєкта
- EKI-1361: 1-портовий сервер послідовних пристроїв WLAN від RS-232/422/485 до 802.11 a/b/g/n
- EKI-6333AC-2G: IEEE 802.11 a/b/g/n/ac одночасна дводіапазонна точка доступу Wi-Fi/клієнт
- EKI-2528: Промисловий некерований 8-й портовий Fast Ethernet комутатор
Опис системи
В цьому проєкті було використано інтегроване рішення RGV для автоматизації виробничої лінії та забезпечення гнучкої виробничої системи. Лінії з виробництва акумуляторних батарей були обладнані рейками та візками RGV для вантажно-розвантажувальних робіт та транспортування акумуляторних елементів та модулів. Для забезпечення можливостей бездротового зв'язку як ключові компоненти використовувалися Wi-Fi-клієнти Advantech EKI-1361 та точки доступу Wi-Fi (AP) EKI-6333AC-2G.
EKI-1361 підтримують послідовні з'єднання з Wi-Fi, Ethernet з Wi-Fi та 2.4G/5G, що підвищує гнучкість рішень та забезпечує бездротовий зв'язок та мережеві можливості необхідні для додатків RGV.
Самі RGV оснащені шафою управління ПЛК, в якій встановлений EKI-1361, підключений до контролера ПЛК через Ethernet. На кожній виробничій лінії було встановлено точку доступу Wi-Fi EKI-6333AC-2G, яка є бездротовим засобом управління і підключена до хоста системи планування через мережевий кабель.
Оператори можуть використовувати портативні планшети для планування виробничих замовлень та бездротового зв'язку з ПЛК на RGV для виконання транспортних операцій та переміщення RGV на задані станції. RGV допомагають переміщати матеріали по цеху відповідно до вимог промислового виробництва. Після завантаження матеріалів та/або виробів на RGV автоматичне планування маршрутів забезпечує швидку безпомилкову обробку. Рішення забезпечує автоматизацію та гнучкість, що дозволяють реалізувати ефективне та економічне безпілотне виробництво.
Системна діаграма
Переваги
Логістичне рішення RGV стало фундаментом для стандартизації виробництва високоякісних акумуляторів для електромобілів. У порівнянні з іншим обладнанням, що зазвичай використовується при транспортуванні матеріалів, це рішення не обмежене доступністю мережі, розподілом обладнання або простором для встановлення. Натомість виробнику вдалося забезпечити безперебійне мережеве з'єднання на всій території заводу, застосувавши пристрої зв'язку Wi-Fi Advantech EKI-1361 та EKI-6333AC-2G.
Wi-Fi клієнти EKI-1361 пропонують швидкий роумінг (розрив з'єднання <100 мс, фоновий пошук каналів, швидкий автоматичний вибір каналу тощо), а бездротові точки доступу EKI-6333AC-2G забезпечують стабільне покриття мережі, долають електромагнітні перешкоди та підтримують дводіапазонний зв'язок 2.4G/5G для доступу до кількох пристроїв. Це гарантує безперебійний зв'язок з автоматичним перемиканням точок доступу під час переміщення RGV через мережу Wi-Fi. Крім того, завдяки наявності двох портів Gigabit Ethernet для гнучкого налаштування та планування мережі можна створювати маршрути візків необхідної довжини без проблем із прокладанням кабелів.
Завдяки відмінній сумісності та простоті розгортання, це рішення не тільки підтримує ізольовану роботу, а й може бути інтегровано з іншими системами управління виробництвом та контролю для забезпечення цілого ряду функцій, включаючи перевірку якості, складання попереджувальних звітів та управління робочими замовленнями. У виробничих лініях з високою щільністю виробництва або в ситуаціях, коли використання людської праці є недоцільним, заміна ручного управління на RGV дозволяє мінімізувати кількість помилок, забезпечити високу точність позиціонування, знизити трудовитрати та виконати завдання щодо переміщення матеріалів з точністю та швидкістю.
Крім складування та переміщення матеріалів, RGV пропонують виробникам рішень ширший спектр потенційних застосувань. У міру розвитку технологій майбутні рішення можуть інтегрувати в одному транспортному засобі кілька функцій для підтримки кількох програм з максимальною ефективністю. Завдяки постійній оптимізації характеристик продуктів компанія Advantech надає замовникам надійні бездротові комунікаційні рішення, які можна швидко розгорнути та гнучко конфігурувати.