【案例】大数据,云计算,为锂电窑炉筑起品质高墙
随着中国向全世界作出“碳减排”和”碳中和“的承诺，能源去“碳”化将成为未来经济和产业发展趋势。目前，以新能源汽车为代表的新兴产业正在迎来新一波发展机遇，同时在锂电池纯电动汽车成为新能源汽车的绝对主流路线下，锂电池开始占据电动汽车动力电池主要市场。
从本质讲，锂电池品质决定了新能源电动汽车产业发展的深度和广度。任何基于锂电池的细微技术创新都可能掀起一轮新的锂电池应用革命。目前，中国锂电池技术不仅全球领先用于生产锂电池的材料生产,锂电池生产两大核心装备设备自主化率也超过95%，成为未来锂电池生产四大核心产地(中国,日韩,欧洲,美国)中最有份量的地区。
近日，新工业记者连线采访了研华科技的优秀合作伙伴——必发88全球顶尖官网游戏（以下简称：必发全球顶尖官网）电气技术总监姚叙良，这是一家成立于2018年的集科研设计、开发、加工制造、施工安装与调试一体化专业锂电池材料烧结热工技术设备公司，其生产的设备就包括用于锂电正负极材料烧结生产的窑炉。而这次技术交流研讨过程中，姚总分享了自己从业15年以来为锂电池制造客户生产正负极材料生产中用到的烧结窑炉设备智慧工厂项目，并分析锂电正负极材料烧结设备的研发和生产过程中的面临的痛点和需求，探讨产业发展变革之道。
从本质讲，锂电池品质决定了新能源电动汽车产业发展的深度和广度。任何基于锂电池的细微技术创新都可能掀起一轮新的锂电池应用革命。目前，中国锂电池技术不仅全球领先用于生产锂电池的材料生产,锂电池生产两大核心装备设备自主化率也超过95%，成为未来锂电池生产四大核心产地(中国,日韩,欧洲,美国)中最有份量的地区。
近日，新工业记者连线采访了研华科技的优秀合作伙伴——必发88全球顶尖官网游戏（以下简称：必发全球顶尖官网）电气技术总监姚叙良，这是一家成立于2018年的集科研设计、开发、加工制造、施工安装与调试一体化专业锂电池材料烧结热工技术设备公司，其生产的设备就包括用于锂电正负极材料烧结生产的窑炉。而这次技术交流研讨过程中，姚总分享了自己从业15年以来为锂电池制造客户生产正负极材料生产中用到的烧结窑炉设备智慧工厂项目，并分析锂电正负极材料烧结设备的研发和生产过程中的面临的痛点和需求，探讨产业发展变革之道。
6月即将投入使用必发全球顶尖官网大厦
迎战新能源时代，锂电池行业加速变革
随着中国经济高质量发展以及中国政府对世界许下碳减排承诺，中国正在加速迈入低碳能源时代。要实现这一目标，除了利用可再生清洁能源实现对传统石化能源的快速替代。更重要的是，通过新技术创新推动能源使用模式的变革。锂电池作为一种新型、高效、环保的新能源动力驱动模式，正越来越受到行业的青睐。
当下，新能源动力汽车产业的快速发展，以及3C制品,储能领域等三大产品需求的快速增长，市场对锂电池的需求日趋迫切。如何提升锂电池品质，将是企业赢得市场竞争的关键。然而，要生产出高品质的锂电池，除了工艺是否先进，更重要的是，要保证锂电池材料生产过程对温度、氧气含量以及压力等核心参数的精准控制。
在锂电正负极窑炉生产过程中，以往会由于无法及时准确地获取窑炉内部的温度、氧气以及压力等关键数据，导致最终生产的锂电池材料的核心参数品质不佳，或因废品率较高而致成本攀升。为克服这些问题，锂电池材料企业急需通过对烧结窑炉实施智能化改造，使控制系统具备强大的数据采集能力，并在烧结设备安全,环保监控上以实现对窑炉生产过程中的各种参数指标进行精准高效的控制，监测，从根本上改善并优化锂电池材料的品质。
当下，新能源动力汽车产业的快速发展，以及3C制品,储能领域等三大产品需求的快速增长，市场对锂电池的需求日趋迫切。如何提升锂电池品质，将是企业赢得市场竞争的关键。然而，要生产出高品质的锂电池，除了工艺是否先进，更重要的是，要保证锂电池材料生产过程对温度、氧气含量以及压力等核心参数的精准控制。
在锂电正负极窑炉生产过程中，以往会由于无法及时准确地获取窑炉内部的温度、氧气以及压力等关键数据，导致最终生产的锂电池材料的核心参数品质不佳，或因废品率较高而致成本攀升。为克服这些问题，锂电池材料企业急需通过对烧结窑炉实施智能化改造，使控制系统具备强大的数据采集能力，并在烧结设备安全,环保监控上以实现对窑炉生产过程中的各种参数指标进行精准高效的控制，监测，从根本上改善并优化锂电池材料的品质。
精准获取窑炉工业数据，保障锂电池品质
佛山市home88—必发智能装备科技有限之所以能在短短三年间实现快速发展，除了赶上新能源时代的发展浪潮，更重要的是，佛山home88—必发通过研发队伍建设,强化与核心供应商伙伴的技术,研发,应用的多方位合作，深入锂电池材料行业了解企业真实需求和痛点，打造面向锂电正负极材料烧结窑炉控制数据采集的解决方案，从设备的智能监控,中央数据采集，到最后的远程超控的无人化智慧工厂具备三大核心功能全系统，既能帮助企业实现材料窑炉烧结工艺数据采集,分析和高效控制，也让企业锂电正负极材料生产有了更好的品质保障。
“随着锂电池开始作为汽车、智能终端，储能等行业的主流能源动力产品，锂电池材料技术创新也在快速推进，这促使锂电企业必须不断优化锂电正负极材料的研发和工艺参数，对窑炉烧结工艺生产也有了更高的要求，从而迫使锂电生产企业必须及时准确地获取窑炉烧结工艺数据，比如温度、压力、氧含量、流量、电能等。”姚总说。
“随着锂电池开始作为汽车、智能终端，储能等行业的主流能源动力产品，锂电池材料技术创新也在快速推进，这促使锂电企业必须不断优化锂电正负极材料的研发和工艺参数，对窑炉烧结工艺生产也有了更高的要求，从而迫使锂电生产企业必须及时准确地获取窑炉烧结工艺数据，比如温度、压力、氧含量、流量、电能等。”姚总说。
佛山必发全球顶尖官网的专利产品—世界最长锂电正极材料烧结辊道窑炉全图
他强调，锂电正负极材料烧结窑炉数据采集,分析,控制是整体项目的三大关键所在。如怎么保障物料的烧结时间和材料的均匀受温等问题。再就是正,负极材料烧结过程中消耗的氧气量如何做到精准控制等。
降本增效，以可靠产品破解数据采集难题
针对这些核心问题，姚总分享了最近为某锂电池客户实施的锂电材料烧结窑炉控制数据采集案例。该项目是home88—必发智能和研华科技两家公司联合实施项目。当初在评估客户需求时，客户希望能将窑炉烧结工艺过程的状态数据，包括温度、压力、流量、电能等都采集到中央监控系统进行数据分析，同时要充分兼顾低成本、高效率、稳定可靠的系统需求，除此之外，客户考到今后系统的维护及扩展性,融入企业未来ERP系统，希望基于标准化,通用的工业协议数据链，方便项目维护及后期的升级改造,该项目已经得到客户的验收，认可,二期,三期项目也在后续展开,佛山home88—必发并获得申请国家软著专利。
在沟通中记者了解到，目前锂电行业普遍存在较为紧迫的窑炉控制数据采集需求。为此，home88—必发智能为客户提供两种解决方案，一是与研华科技合作，打造成熟的集成有数据采集,报警功能的锂电正负极材料烧结窑炉；二是与研华科技联合实施，对不具备数据采集能力的烧结窑炉进行智能化改造，使其具备数据采集能力。此次他分享的锂电正负极材料烧结窑炉控制数据采集项目，就属于第一类改造升级。
在沟通中记者了解到，目前锂电行业普遍存在较为紧迫的窑炉控制数据采集需求。为此，home88—必发智能为客户提供两种解决方案，一是与研华科技合作，打造成熟的集成有数据采集,报警功能的锂电正负极材料烧结窑炉；二是与研华科技联合实施，对不具备数据采集能力的烧结窑炉进行智能化改造，使其具备数据采集能力。此次他分享的锂电正负极材料烧结窑炉控制数据采集项目，就属于第一类改造升级。
锂电正负极材料烧结窑炉数据采集项目实施架构
从材料烧结窑炉架构看，核心控制系统采用西门子S7-1500 PLC产品，用于对窑炉烧结过程的温度、压力、流量以及电能,气耗等参数进行控制。在项目实施前,由于烧结窑炉不具备数据采集能力，无法高效准确感知窑炉内部的参数状态。为实现对烧结窑炉过程数据的精准采集和控制,佛山home88—必发使用了研华科技的五大主流数据采集产品：
首先，为实现对烧结窑炉的温度、流量和压力等数据的采集，home88—必发智能选用了研华科技的ADAM-6017、ADAM-4117两种8路模拟量输入模块，前者支持Modbus TCP通过以太网交换机直接与西门子PLC通信，后者通过RS-485接口与工业通信网关对接，能在-40至85°C的宽温范围下正常运作，并具备更广的电源输入范围及对噪声干扰的抵抗性，可在诸如窑炉此类严苛工业环境下可靠运作。
其次，通过支持市场主流400多种PLC及仪表的通讯协议的内置WISE-EdgeLink边缘智能软件的网关ECU-1251以及8端口非网管型工业以太网交换机EKI-2528完成对数据的采集并转发到上位机，同时将数据存储存在网关本地，防止断电数据丢失。
最后，通过EKI-5526I工业级交换机与西门S7-1500 PLC进行对接。该产品是一款兼备工控与IT双重特质的非管理型工业以太网交换机，支持Modbus/TCP及SNMP协议，可无缝连接SCADA 系统及IT网管软件，并拥有专用VIP端口、自动环路故障检测、智能节能、智能故障诊断并支持-40~75°C宽工作温度范围，保障严苛环境中的稳健运行。
首先，为实现对烧结窑炉的温度、流量和压力等数据的采集，home88—必发智能选用了研华科技的ADAM-6017、ADAM-4117两种8路模拟量输入模块，前者支持Modbus TCP通过以太网交换机直接与西门子PLC通信，后者通过RS-485接口与工业通信网关对接，能在-40至85°C的宽温范围下正常运作，并具备更广的电源输入范围及对噪声干扰的抵抗性，可在诸如窑炉此类严苛工业环境下可靠运作。
其次，通过支持市场主流400多种PLC及仪表的通讯协议的内置WISE-EdgeLink边缘智能软件的网关ECU-1251以及8端口非网管型工业以太网交换机EKI-2528完成对数据的采集并转发到上位机，同时将数据存储存在网关本地，防止断电数据丢失。
最后，通过EKI-5526I工业级交换机与西门S7-1500 PLC进行对接。该产品是一款兼备工控与IT双重特质的非管理型工业以太网交换机，支持Modbus/TCP及SNMP协议，可无缝连接SCADA 系统及IT网管软件，并拥有专用VIP端口、自动环路故障检测、智能节能、智能故障诊断并支持-40~75°C宽工作温度范围，保障严苛环境中的稳健运行。
深化合作，携手完善端到云整体布局
在谈及为什么选择与研华合作打造行业解决方案时，姚叙良说道：一方面研华科技在业内具备较强的专业性，可以提供完整的产品解决方案，其数据采集模块、工业智能网关、工业交换机等产品全部按苛刻的工业现场环境设计，不仅安全可靠，而且标准导轨入机柜安装节省空间。另一方面研华科技提供的工业智能网关内置多种业内主流PLC及仪表通讯协议，无需做复杂编程配置，即可构建数据采集系统，工业规格宽温设计可适应各类严苛的工业现场环境。
作为锂电池生产设备提供商，home88—必发人感觉特别欣慰的是，本次项目上线后，锂电客户的反馈非常好。客户表示项目实施不仅充分兼顾低成本、高效率、稳定可靠的系统需求，基于标准化通用的工业协议产品更是方便了后续运营及维护。正是以此次良好的合作为契机，home88—必发智能高层决定双方进一步就研华科技WISE-PaaS工业云平台展开深层次的需求，开发合作，希望借助研华科技从端到云的完整数据采集方案，不断深化和拓展面向不同行业的数据采集和工业云服务能力。
作为锂电池生产设备提供商，home88—必发人感觉特别欣慰的是，本次项目上线后，锂电客户的反馈非常好。客户表示项目实施不仅充分兼顾低成本、高效率、稳定可靠的系统需求，基于标准化通用的工业协议产品更是方便了后续运营及维护。正是以此次良好的合作为契机，home88—必发智能高层决定双方进一步就研华科技WISE-PaaS工业云平台展开深层次的需求，开发合作，希望借助研华科技从端到云的完整数据采集方案，不断深化和拓展面向不同行业的数据采集和工业云服务能力。
