Antecedentes

Como tecnología central de logística inteligente, los vehículos de transporte automatizado han experimentado un crecimiento explosivo en los últimos años, con importantes fabricantes de automóviles invirtiendo en el establecimiento de líneas de producción completamente nuevas. Además de las industrias de uso tradicional como la fabricación de maquinaria y el procesamiento químico, las nuevas aplicaciones en electrónica y electrodomésticos están aumentando las ventas de vehículos de combustible alternativo, especialmente los vehículos eléctricos (EV).

En comparación con las líneas de producción de automóviles tradicionales que incluyen etapas importantes de ensamblaje, soldadura y pintura, el punto crucial para la fabricación de EVs es la tecnología de la batería de energía. En consecuencia, optimizar la producción de baterías de energía se ha convertido en el foco principal de la inversión y la I+D de EV.

Recientemente, un fabricante de vehículos ubicado en China lanzó varios EVs que fueron bien recibidos y atrajeron ventas récord, consolidando su posición como líder del mercado de EVs de China. Actualmente, el fabricante es una de las pocas marcas de automóviles que tiene tanto la tecnología de fabricación de vehículos como la tecnología central patentada de baterías de litio. Para mantener su ventaja competitiva, el fabricante está interesado en actualizar la infraestructura de la fábrica y los procesos de producción para lograr la máxima eficiencia y productividad.

Requisitos del Sistema

Dado que los sistemas de almacenamiento de energía son esenciales para los EVs, el objetivo principal del fabricante era estandarizar la producción de baterías de alta calidad. Hay tres etapas principales involucradas en la producción de baterías de EV: fabricación de electrodos, ensamblaje de celdas y acabado de paquetes de baterías. En este caso de aplicación, el fabricante quería actualizar sus operaciones de producción de paquetes de baterías mientras mejoraba el rendimiento y reducía los costos.

Los vehículos guiados por rieles (RGVs) a menudo se utilizan en almacenes para procesamiento rápido y de alta capacidad. Deseando automatizar y acelerar el manejo de celdas de batería, el fabricante planeaba actualizar las líneas de producción de su fábrica con carros RGV. Como un trasbordador con rieles, los RGVs pueden integrarse fácilmente con otros sistemas logísticos, como estaciones de salida/entrada, estaciones de almacenamiento intermedio, transportadores, ascensores y robots, para el manejo de materiales y transporte de materiales.

Sin embargo, la infraestructura existente y el diseño de alta densidad de las líneas de producción, así como la presencia de varias estructuras de acero y dispositivos eléctricos de alta potencia, generan una interferencia electromagnética significativa. Por lo tanto, para garantizar una comunicación confiable entre el sistema de programación, el sistema de control de RGV y las tabletas portátiles, se debe establecer una robusta red Wi-Fi con conectividad confiable para transmisiones de datos de grado industrial.

Además, debido a que el sistema de control PLC existente utiliza Modbus, la solución de comunicación inalámbrica debe admitir el reenvío del protocolo Modbus para una integración fácil y sin problemas. Al mismo tiempo, debido a que la fábrica tiene múltiples líneas de producción, los sistemas de cada línea de producción deben ser independientes entre sí para evitar anomalías en la producción.

Implementación del Proyecto

• EKI-1361: Servidor de Dispositivos Seriales WLAN RS-232/422/485 a 802.11 a/b/g/n de 1 puerto
• EKI-6333AC-2G: Punto de Acceso Wi-Fi de Banda Dual Concurrente IEEE 802.11 a/b/g/n/ac
• EKI-2528: Switch Industrial no Administrado

Descripción del Sistema

Para este caso, se utilizó una solución RGV integrada para automatizar la línea de producción y proporcionar un sistema de fabricación flexible. Las líneas de producción de paquetes de baterías se equiparon con rieles y carros RGV para el manejo de materiales y el transporte de celdas y módulos de baterías. Para proporcionar capacidades de comunicación inalámbrica, se aprovecharon los clientes Wi-Fi EKI-1361 y los puntos de acceso (AP) Wi-Fi EKI-6333AC-2G de Advantech como componentes clave.

Los clientes EKI-1361 ofrecen soporte de serie a Wi-Fi, Ethernet a Wi-Fi y soporte de 2.4G/5G, aumentando la flexibilidad de las soluciones y brindando la comunicación inalámbrica y la conectividad de red necesarias para aplicaciones de RGV. Los carros RGV cuentan con un gabinete de control PLC que se instaló con un cliente EKI-1361 conectado a un controlador PLC a través de una conexión Ethernet. En cada línea de producción, se instaló un punto de acceso Wi-Fi EKI-6333AC-2G como un reemplazo inalámbrico y se conectó al anfitrión del sistema de programación mediante un cable de red.

Los operadores pueden usar tabletas portátiles para programar órdenes de producción y comunicarse de forma inalámbrica con el PLC en los RGVs para ejecutar operaciones de transporte y mover los RGVs a estaciones designadas. Los RGVs ayudan a mover materiales por el taller de acuerdo con las demandas de los materiales de producción industrial. Una vez que los materiales y/o productos se cargan en los RGVs, la programación de rutas automatizada garantiza un procesamiento rápido y sin errores. Para operaciones de fábrica inteligentes, la solución ofrece la automatización y la flexibilidad para realizar una producción no tripulada eficiente y rentable.

Beneficios del Diagrama del Sistema

La solución logística RGV proporcionó los bloques de construcción fundamentales para estandarizar la producción de baterías EV de alta calidad. En comparación con otros equipos comúnmente utilizados en el transporte de materiales, esta solución no está restringida por la disponibilidad de red, la distribución de equipos o el espacio de instalación. En cambio, el fabricante pudo establecer una conectividad de red ininterrumpida en toda la fábrica al adoptar los dispositivos de comunicación Wi-Fi EKI-1361 y EKI-6333AC-2G de Advantech.

Los clientes Wi-Fi EKI-1361 ofrecen capacidades de itinerancia rápida (<100 ms de brecha para conexiones, detección de canal en segundo plano, selección de canal automático rápido, etc.), mientras que los puntos de acceso inalámbricos EKI-6333AC-2G proporcionan una cobertura de red estable, superan la interferencia electromagnética y admiten comunicación de banda dual 2.4G/5G para acceso de múltiples dispositivos. Esto asegura una comunicación fluida con cambio automático de AP a medida que los RGVs se mueven a través de la red Wi-Fi. Además, con la inclusión de dos puertos Gigabit Ethernet para una configuración y planificación de red flexibles, las rutas de los carros pueden diseñarse tan largas como sea necesario sin preocupaciones de cableado para mejorar los flujos de trabajo.

Ofreciendo una excelente compatibilidad y facilidad de implementación, la solución logística RGV no solo admite operaciones aisladas sino que también puede integrarse con otros sistemas de producción y gestión de control para proporcionar una variedad de funciones, incluidas inspecciones de calidad, informes de advertencia y gestión de órdenes de trabajo. Para líneas de producción de alta densidad o escenarios donde el trabajo humano no es apropiado, reemplazar la manipulación manual con carros RGV puede minimizar las tasas de error, ofrecer una alta precisión de posicionamiento, reducir los costos laborales y completar las tareas de manejo de materiales con precisión y rapidez.

Además del almacenamiento y manejo de materiales, los RGVs ofrecen una gama más amplia de aplicaciones potenciales para los fabricantes de soluciones. A medida que la tecnología continúa avanzando, las soluciones futuras pueden integrar múltiples funciones en un solo vehículo para admitir varias aplicaciones para lograr la máxima eficiencia. A través de la optimización continua de las características del producto, Advantech proporciona a los clientes soluciones de comunicación inalámbrica confiables que pueden implementarse rápidamente y configurarse de manera flexible.