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Aug 10, 2023

Prozesse und Kontrolle heute

16.08.2023 CC-Link Partner Association Europe (CLPA Europe) Durch den Einsatz der richtigen Netzwerktechnologie können Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien (LiB) das Beste aus spannenden Marktchancen herausholen

16.08.2023 CC-Link Partner Association Europe (CLPA Europe)

Der Einsatz der richtigen Netzwerktechnologie kann Herstellern von Lithium-Ionen-Batterien (LiB) dabei helfen, spannende Marktchancen optimal zu nutzen, indem sie anspruchsvolle Marktanforderungen erfüllen. Die CC-Link IE TSN-Netzwerktechnologie half einem führenden LiB-Unternehmen, seine Fertigungssysteme zu vereinfachen und gleichzeitig anspruchsvolle Produktspezifikationen einzuhalten.

Die Herstellung von LiB-Zellen verzeichnet weiterhin ein exponentielles Wachstum, da ihre Produkte immer häufiger in Smartphones, Tablets und Ohrhörern sowie in immer beliebter werdenden Elektrofahrzeugen (EVs) zum Einsatz kommen. Um der steigenden globalen Nachfrage gerecht zu werden, müssen LiB-Hersteller ihre Kapazitäten schnell erweitern und gleichzeitig qualitativ hochwertige Produkte liefern. Dies erfordert hochpräzise Fertigungssysteme mit hoher Ausbeute und hohem Durchsatz.

Die LiB-Herstellung ist ein komplexer, mehrstufiger Prozess, der größtenteils auf etablierten Verarbeitungsprinzipien basiert. Eine Elektrolytaufschlämmung wird gemischt und dann als feine Schicht auf eine Metallfolie aufgetragen, die getrocknet wird, bevor sie eine komplizierte Reihe von Schlitz-, Wickel- und Schneidvorgängen durchläuft, um die fertige Zelle herzustellen. Diese erfordern eine anspruchsvolle, hochkoordinierte Reihe mehrachsiger Bewegungssteuerungsvorgänge, um die erforderliche Qualität zu liefern und Ausschuss zu vermeiden.

Die Leistung der fertigen Zelle in Bezug auf Kapazität, Innenwiderstand und Zuverlässigkeit hängt stark von mehreren Parametern ab, wie z. B. der Gleichmäßigkeit der Beschichtung, der Filmspannung usw. Da darüber hinaus die Nachfrage nach Lithium und anderen Rohstoffen weiterhin exponentiell wächst, ist es klar, dass auch die Materialverschwendung durch nicht spezifikationsgerechte Produkte auf ein absolutes Minimum beschränkt werden sollte.

Um die Anwendungsherausforderungen weiter zu erhöhen, werden Folien und ihre Beschichtungen immer dünner, da Batteriehersteller ständig die Zellkapazität erhöhen wollen. Um dies zu erreichen, müssen Materialien mit immer höheren Geschwindigkeiten gehandhabt werden, um die Produktionsziele zu erreichen, die durch die unersättliche Marktnachfrage vorgegeben werden.

Schließlich müssen neben den kritischen Bewegungssteuerungsprozessen auch eine Vielzahl zugehöriger Maschinenfunktionen in den Produktionsprozess integriert werden, um die erforderliche Funktionalität bereitzustellen. Dazu gehören visuelle Beschichtungsinspektion, Folienspannung, Laschenschweißen, allgemeine Maschinensteuerung und Sicherheitssysteme.

Der Schlüssel zur Bewältigung dieser Herausforderungen ist eine offene industrielle Ethernet-Technologie, die hohe Leistung und Netzwerkkonvergenz bietet. Dies ermöglicht das Erreichen von Produktivitäts- und Leistungszielen und vereinfacht gleichzeitig die Maschinenkonstruktionen durch die Kombination mehrerer Verkehrstypen in einer einzigen Netzwerkarchitektur. Dadurch ist es möglich, die Maschinenkomplexität zu reduzieren, was wiederum die Projektdurchlaufzeit verkürzt, die Skalierbarkeit beschleunigt und die Produktivität maximiert.

Bereitstellung der Vorteile von TSN für die LiB-Fertigung

Als ein führender Hersteller von automatisierten LiB-Fertigungslinien nach einer neuen Technologie suchte, die die Produktivität seiner Systeme verbessern, gleichzeitig deren Designs vereinfachen und die Markteinführungszeit verkürzen würde, stach CC-Link IE TSN hervor.

CC-Link IE TSN ist eine offene industrielle Ethernet-Technologie, die als erste Gigabit-Bandbreite mit Time-Sensitive Networking (TSN) kombiniert. Daher bot es den Maschinenbauern in dieser Branche mehrere Vorteile. . Erstens bedeutete die Gigabit-Bandbreite, dass große Mengen an Produktionsdaten problemlos verarbeitet werden konnten, ohne die Maschinenleistung oder Anlagenproduktivität zu beeinträchtigen. Da Daten mit Gigabit-Geschwindigkeit ausgetauscht werden, könnte das Setup darüber hinaus eine skalierbare Lösung bieten, die weiterhin den immer anspruchsvolleren Anforderungen von LiB-Herstellern gerecht wird. Schließlich bedeutete der Betrieb bei diesen Geschwindigkeiten, dass mehrere Bewegungsachsen in Mikrosekundenintervallen synchronisiert werden konnten, was eine bisher nicht mögliche Prozessqualität ermöglichte.

Darüber hinaus ermöglichte die Integration von TSN in das Netzwerk, dass auch mehrere unterschiedliche Verkehrsarten in einer einzigen Netzwerkarchitektur kombiniert werden konnten. Dies bedeutete, dass das große und komplexe Mehrachsen-Bewegungssteuerungssystem der Maschinen des Unternehmens nicht unter den Kosteneinbußen leiden musste, die durch die Verwendung mehrerer Netzwerke entstehen, um die Bewegungssteuerung getrennt von anderen Maschinenfunktionen wie Sichtprüfung, Sicherheit und allgemeinen Maschinenfunktionen abzuwickeln Kontrolle. Dank der Fähigkeiten von CC-Link IE TSN könnten all diese unterschiedlichen Kommunikationsanforderungen nun eine gemeinsame Netzwerkarchitektur nutzen. Das Ergebnis war ein einfacheres und kostengünstigeres Maschinendesign. Dies wiederum war einfacher aufzubauen und zu warten und konnte schneller geliefert werden, was zu erheblichen Wettbewerbsvorteilen führte.

Der letzte Vorteil besteht darin, dass die Fähigkeit von TSN, verschiedenen Verkehrstypen die gemeinsame Nutzung desselben Netzwerks zu ermöglichen, auch die Grundlage für die OT/IT-Konvergenz bildet. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies, dass die vom OT der Werkstatt erzeugten Maschinenprozessdaten einfacher mit übergeordneten IT-Systemen geteilt werden können. Dies öffnet die Tür für weitere Verbesserungen, wie zum Beispiel den Einsatz von KI-Systemen zur Analyse des Maschinenbetriebs, um zukünftige Prozessverbesserungen zu erzielen.

John Browett, General Manager von CLPA Europe, kommentierte: „Es ist für uns sehr erfreulich, dass Unternehmen wie dieser führende Hersteller automatisierter LiB-Fertigungslinien CC-Link IE TSN verwenden. Sie nutzen unsere Technologie, um sich von der Konkurrenz abzuheben und ihren Kunden jetzt und in Zukunft eine branchenführende, skalierbare Plattform bereitzustellen. Wir sind zuversichtlich, dass CC-Link IE TSN auch in Zukunft der LiB-Branche und vielen anderen Sektoren Vorteile bringen wird.“

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Für mehr Informationen, kontaktieren sie bitte:John BrowettCC-Link Partner Association - Europe (CLPA Europe)Postfach 10 12 1740832 RatingenGermanyTel: 0049 (0)2102 4861750 Email: [email protected]: eu.cc-link.org/

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