実点科技省配線分散型I/O XBFのリチウム電池モジュールPACKラインにおけるアプリケーション

リチウム電池モジュールPACKラインは、動力電池と蓄電システム生産の中核工程であり、単体セルを特定要件を満たす電池モジュールに組み立てる役割を担っています。その生産設備には多数のセンサ信号の取得とアクチュエータ制御が関わっており、制御システムのバスI/O密度、配線効率、コンフィグレーションの柔軟性、保守性に対して非常に高い要求が課せられます。

実点科技の省配線分散型I/Oシリーズ製品を採用することで、配線を大幅に簡素化し配線を節約するとともに、生産ラインの柔軟性と保守性を高め、効率的かつ安定した量産の基盤を築くことができます。

本事例で使用した実点科技製品

【分散型I/O】

XBF4-EC04A、XBF2C-0808A-F、XBF4-1616A

【スライス型リモートI/O】

XB6S-EC2002

XB6S-3200、XB6S-0032A、XB6S-A40ID

XB6S-C01SP

一、生産工程の紹介

リチウム電池モジュールPACKラインは主に、電芯供給・検査→電芯選別・ペアリング→モジュール積層・固定→溶接→モジュール検査・固化組み立て→出荷検査・容量分け（化成）の工程で構成されます。

【電芯供給・初期検査】

自動供給機構が、ストッカー／バッファエリアから電芯を第一工程へ正確に搬送します。

【電芯選別・ペアリング】

内部抵抗、電圧、容量などのテストデータに基づき、電芯を精密にランク分けします。

【モジュール積層・フレーム固定】

ペアリングされた電芯を、あらかじめ設定されたモジュール構造に従って積層し、モジュールフレームに組み込みます。

【溶接】

金属接続片を電芯の電極端子に正確に配置し、レーザー溶接または超音波溶接により電気的接続を実現します。

【モジュール検査・固化組み立て】

溶接後のモジュールに対して、絶縁耐圧テスト、電圧検出などを実施します。塗布工程を実行し、加熱により接着剤を硬化させることで、電芯、金属接続片、エンドプレートを一体として強固に接着します。

【下線テストと分容（化成）】

完成品モジュール/PACKに対して、充放電テスト（分容、電芯のアクティブ化と容量記録）、気密性検査、最終機能検証を実施します。

二、I/Oユニットの適用方式

XBF分散型コア＋XB6Sリモート拡張

システムはEtherCATプロトコルを採用し、KEYENCE KV-X PLCを主コントローラとして、実点科技のXBF EtherCATプロトコルバスカプラXBF4-EC04Aを通じて制御ネットワークを構築します。このバスカプラは4つの拡張ネットワークポートを備え、各ポートには最大16台のI/Oユニットを接続可能（合計最大32台のI/Oユニットを接続可能）で、高信頼性のスライス型リモートI/O XB6Sと共に全工程の信号収集と制御を実現します。ライン型、スター型、混合型など多様なトポロジ構造をサポートし、生産ラインを柔軟にレイアウトできます。

＞＞信号収集（入力）

デジタル信号の収集はXBF2C-0808A、XBF4-1616A、XB6S-3200により行われ、各工程の光電センサ、シリンダマグネットスイッチ、安全ドアロック、非常停止ボタンなどの状態信号を統一的に収集します。

アナログ量の収集はXB6S-A40IDが担当し、電流信号のセンサデータを読み出して、PLCによる工程監視またはクローズドループ制御に供します。

計器データはXB6S-C01SPがRS232/RS485シリアルポートを通じて電池テスト計器と通信し、その特定のレジスタの重要パラメータを直接読み出しまたは書き込みし、下線テスト工程でのデータ記録と判定に使用します。

＞＞デバイス制御（出力）

XB6S-0032A、XBF2C-0808A、XBF4-1616Aにより実行され、制御対象にはシリンダ電磁弁、モータ制御信号、警報表示灯などの部品が含まれます。

三、方案最適化の効果

コスト最適化：ネットワークケーブルによる統一給電を採用し、フィールド側電源ケーブル、対応端子台および配線を削減、配線・人件費を30%削減しました。

柔軟なコンフィグレーション：XBFバスカプラの4拡張ネットワークポート設計により混合トポロジをサポートし、単一ポートあたり16局の容量を確保、生産ラインのレイアウトと後の拡張が柔軟かつ容易です。

高効率な保守：ディップスイッチによる局番号設定が直観的で、オンライン診断、ログ記録、ファームウェアアップグレードをサポートし、デバッグと保守の時間を短縮します。

四、省配線 分散型I/O XBFシリーズ製品

特殊なケーブルやツールは不要で、汎用の産業用ネットワークケーブルで通信できます

3線式でセンサに給電し、端子台が不要で配線を簡素化します

増設ユニットはバスのノードリソースを占有せず、システムの安定性が高いです

1. ライン型、スター型、ハイブリッド型など多様なトポロジ構造に対応し、柔軟なレイアウトを実現します。

2. 多様な形態と保護等級の製品シリーズにより、あらゆるシーンに対応します。

3. 点数、構成、特殊機能を必要に応じて迅速にカスタマイズ可能です。