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SETTEMBRE 2023 FIELDBUS & NETWORKS 8 Fieldbus & Networks di Carlo Lodari taggi anche in altri ambiti applicativi meno ‘tradizionali’, come la protezione dalle inondazioni e l’irrigazione intelligente, dove vengono impiegati sistemi automatizzati. Produzione di batterie al litio: un processo complesso La produzione di batterie agli ioni di litio (LiB) continua a registrare una crescita esponenziale, in quanto i suoi prodotti trovano sempre più applicazioni come smartphone, tablet e auricolari, oltre ai sempre più diffusi veicoli elettrici (EV). Per soddisfare la crescente domanda globale, i produttori di LiB devono aumen- tare rapidamente la propria capacità produttiva, fornendo al contempo prodotti di alta qualità. Ciò richiede sistemi di produzione ad alta precisione, alta resa e alta produttività. La produzione di LiB è un processo complesso a più fasi; un impasto elettro- litico viene miscelato e quindi applicato a una lamina metallica sotto forma di strato sottile, che viene essiccato prima di passare attraverso una serie intricata di attività di taglio, avvolgimento e incisione per produrre la cella finita. Queste attività richiedono una serie di operazioni di controllo del movi- mento multiasse estremamente precise e coordinate, per garantire la qualità richiesta ed evitare gli sprechi. Le prestazioni della cella finita, in termini di capacità, resistenza interna e affidabilità, dipendono in larga misura da diversi parametri, come l’uniformità del rivestimento, la tensione del film e così via. Inoltre, poiché la domanda di litio e di altre materie prime continua a crescere in modo esponenziale, è chiaro che anche gli sprechi di materiale, causati da prodotti fuori specifica, devono essere ridotti al minimo. Per aumentare ulteriormente le sfide appli- cative, poiché i produttori di batterie cercano di aumentare costantemente la capacità delle celle, le lamine e i loro rivestimenti diventano sempre più sottili. Per raggiungere questi fini, i materiali devono essere movimentati a velocità sempre più elevate, per soddisfare gli obiettivi di produzione guidati dalle crescenti richieste del mercato. Infine, oltre ai processi critici di controllo del movimento è necessario integrare nel processo produttivo una serie di funzioni associate alla macchina per fornire la funzionalità richiesta. Queste includono l’ispezione visiva del rivestimento, la tensione del film, la saldatura delle linguette, il controllo generale della mac- china e i sistemi di sicurezza. La chiave per affrontare queste sfide è la tecno- logia TSN, che è in grado di offrire prestazioni elevate e convergenza di rete. Un caso applicativo nel mercato delle batterie al litio (LiB) Quello della produzione di batterie al litio è un mercato di riferimento soprat- tutto in Cina, che ha realizzato importanti investimenti in questo settore. Tra le applicazioni recenti basate sulla tecnologia CC-Link IE TSN figura quella realizzata con un importante OEM cinese, specializzato in linee di produzione automatizzate di LiB, che necessitava di una soluzione innovativa, in grado di migliorare la produttività dei suoi sistemi, semplificando i progetti e riducendo i tempi di commercializzazione. In primo luogo, la larghezza di banda Gigabit ha permesso di gestire facil- mente grandi volumi di dati di produzione, senza influire sulle prestazioni della macchina o sulla produttività dell’impianto. Inoltre, poiché i dati ven- gono condivisi a velocità Gigabit, l’installazione può offrire scalabilità, per continuare a soddisfare le esigenze sempre più elevate dei produttori di LiB. Il funzionamento a queste velocità ha permesso di sincronizzare più assi di movimento su intervalli di microsecondi, garantendo un livello di qualità del processo mai raggiunto prima. L’integrazione del TSN nella rete ha permesso di combinare diversi tipi di traf- fico su un’unica architettura. In questo modo, l’ampio e complesso sistema di controllo del movimento multiasse delle macchine non ha dovuto subire la penalizzazione dei costi dovuta all’utilizzo di più reti per gestire il controllo del movimento separatamente da altre funzioni, come l’ispezione visiva, la sicurezza e il controllo generale della macchina. Grazie alle funzionalità di CC-Link IE TSN, tutte queste esigenze di comunicazione hanno potuto condividere un’architettura di rete comune: il risultato è stato un progetto di macchina più semplice e meno costoso. A sua volta, lamacchina è stata più facile da costruire e damantenere e ha potuto essere consegnata più rapidamente, con notevoli vantaggi competitivi. Un ulteriore beneficio è che la capacità del TSN di consentire a diversi tipi di traffico di condividere la stessa rete fornisce anche le basi per la convergenza OT/IT, aprendo le porte a ulteriori miglioramenti, come per esempio lo sfrutta- mento dei sistemi di intelligenza artificiale per analizzare il funzionamento delle macchine, al fine di ottenere miglioramenti futuri dei processi. Mitsubishi Electric - https://it.mitsubishielectric.com/fa Grazie alla convergenza di vari tipi di dati di processo, il protocollo TSN rappresenta la chiave per l’unione tra il livello OT e quello IT Tra le applicazioni recenti basate sulla soluzione CC-Link IE TSN vi è quella realizzata con un importante OEM cinese specializzato in linee di produzione automatizzate di LiB Fonte: ©istock/Just_Super