실험실 헬륨 누출 테스트 장비 프리즘 셀 생산용 반자동 헬륨 누출 탐지기 기계 

1. 개요 

본 장비는 액상 주입, 밀봉 및  못 용접  후 완성된 사각 프리즘 셀  (  이하 작업물)  의 건식 누설 탐지에도 적합합니다. 헬륨으로 충전된 완성된 배터리 셀 작업물(밀봉 및  못  용접 )을 진공 상자에 수동으로 로딩 및 언로딩한 후, 진공 상자 방식을 사용하여 헬륨 질량 분석법의 기밀성 검사를 수행함으로써 검사 대상 작업물의 적합 여부를 판단할 수 있습니다.

본 시스템은 구매자의 요구 사항을 엄격하게 준수하여 설계 및 제작되었으며, 구매자의 누출 감지 요구 사항을 최대한 고려한 모듈형 설계를 채택했습니다. 동시에, 시스템의 신뢰성과 유지보수성을 보장하고 제조업체가 지정한 기술 사양을 충족하기 위해 표준화된 모듈과 구성 요소를 최대한 활용했습니다.

2. 주요 기술  매개변수 및 요구 사항

그림 1: 상자의 유사 효과 다이어그램(검사된 배터리 셀에 대한 밀봉 못의 설치 형태), 특정 설계가 우선합니다.

 그림 2 상자 레이아웃의 개략도, 설계에 따른 특정 주제

 

3. 시스템 소개

3.1 진공 박스 섹션

진공박스는 진공박스, 공작물 위치결정장치, 진공펌프그룹, 진공측정장치, 전자기밸브, 공압도어 개방장치, 파이프라인, 프레임으로 구성된다.

진공 박스는 스테인리스 스틸 또는 경질 알루미늄 재질로 제작되었으며, 가공 후 내부 표면을 연마 및 세척하여 양호한 배경 조성을 유지하고 가스 축적을 최소화하여 진공 박스의 펌핑 속도를 향상시킵니다. 진공 박스 도어는 작동이 간편하고 신뢰성 있는 공압식 스위치 메커니즘을 채택하여 누출 감지 효율을 크게 향상시킵니다.

진공 측정 장치는 Infilcom의 Pilani 진공 측정을 채택하고 솔레노이드 밸브는 독일 GSR 또는 Botti의 제품을 채택했습니다.

 

3.2 누출 감지기 섹션

누출 감지기는 주로 헬륨 질량 분석기 누출 감지기, 제어 밸브, 그리고 교정부로 구성됩니다. 헬륨 질량 분석기 누출 감지기는 첨단 기술, 안정적인 성능, 편리한 설치 및 유지 보수를 갖춘 A100 헬륨 질량 분석기 누출 감지기를 채택했습니다.

 

3.3 전기 제어부

전기 제어부는 누출 감지기, 진공 박스, 그리고 공기 배출부를 유기적으로 결합한 PLC 제어 방식을 채택하여 제어 시스템의 조율성, 안정성, 신뢰성을 높였습니다. 또한, 컬러 터치스크린에 배출 시간, 진공 박스 진공도, 경보 값, 누출률 등 다양한 정보를 표시하고 설정할 수 있습니다. 시스템은 감지 대상 공작물의 종류에 따라 다양한 매개변수를 설정하고, 생산 시 필요에 따라 시스템에 저장하여 선택할 수 있습니다. 시스템은 다양한 공작물의 매개변수를 저장할 수 있으며, 각 매개변수 설정 시 해당 매개변수를 안내하는 프롬프트가 표시됩니다.

전기 제어에는 다음과 같은 기능이 있습니다.

*장치의 모든 매개변수는 터치스크린에서 표시 및 수정 가능하며, 비밀번호 보호 기능이 있습니다. 장치 매개변수 유형은 사용자 매개변수와 시스템 매개변수로 구분됩니다. 사용자는 다양한 권한과 비밀번호를 사용하여 해당 레벨의 매개변수 설정 시스템에 접속하여 매개변수 설정 작업을 수행할 수 있습니다.

*시스템 알람이 발생하면 자동으로 알람 화면으로 전환되고 음성 안내가 나옵니다. 알람 확인 버튼을 누르면 초기 작동 화면으로 돌아갑니다.

*각 구성품(진공 펌프 등)은 터치 스크린에서 작동 및 디버깅이 가능합니다.

*수동 조작 화면을 갖추고 있으며, 수동 조작의 프로세스 기능은 자동 조작의 프로세스 기능과 동일합니다.

* 설비의 다양한 부분의 동작 상태를 명확하게 표시할 수 있는 PLC 상태 모니터링 화면이 있어, 시스템 동작의 실시간 모니터링 및 제어가 가능합니다.

*매번 시동 후 불합격 상자의 수를 누적하는 기능이 있으며, 수동으로 0으로 재설정할 수 있습니다.

*고장진단기능을 탑재하였습니다.

*자체 교정, 체인 보호 및 알람 기능과 비상 정지 버튼이 장착되어 있어 시스템 자체의 안정적이고 안전한 작동과 검사 대상 작업물의 안전을 보장합니다.

 

3.4 헬륨 세척 시스템 소개

이 장비는 헬륨 세척 기능을 갖추고 있습니다. 부적합 제품의 누출률이 너무 높을 경우, 다음 누출 감지 전에 시스템이 오염된 진공 박스와 공용 파이프라인에 고순도 질소를 자동으로 채워 헬륨 백그라운드를 제거합니다. 이를 통해 진공 박스 내 헬륨 백그라운드 오염(즉, 높은 헬륨 백그라운드)으로 인한 오경보를 방지합니다(주변 환경의 헬륨 농도가 기준을 초과할 수 없음).

 

3.5 시스템 보안 설명

본 시스템은 시스템 운영 및 운영자의 안전을 보장하기 위해 다음과 같은 보안 구성을 갖추고 있습니다.

1. 진공 펌프 유닛의 과부하 보호 및 과전류 보호;

2. 질소 과전압 및 저전압에 대한 자동 보호;

3. 헬륨 과전압 및 저전압 자동 보호;

4. 진공 상자 문 안전 보호 격자;

5. 진공 공압 밸브 고장 시 자동 보호 경보;

6. 누출 감지기는 자동 보호 경보를 받을 준비가 되어 있지 않습니다.

7. 누출 탐지기 작동 중 오작동 발생 시 자동 보호 경보;

8. 누출 감지기는 경보를 자동으로 보호하고 제어 지점 위에 있을 때까지 기다립니다.

9. 진공 상자 문에는 충격이 발생하지 않도록 하는 제자리 신호가 있습니다.

10. 누출 감지 및 배출 중 작업물에 누출이 있는 경우 자동으로 경보를 내보내고 합격 및 불합격 작업물을 명확하게 구분합니다.

11. 작동면과 유지관리 지점에 비상 정지 스위치를 장착하고, 해당 안전 작동 지침을 준수해야 합니다.

 

3.6 장비 외관 및 기타 지침

1. 시스템 내 모든 구성 요소의 배치가 합리적입니다(디스플레이 계기, 제어 스위치, 표시등, 전기 구성 요소, 필터 등). 모든 취약한 부분은 분해, 교체 및 유지 관리가 쉽습니다.

2. 제어선 양쪽 끝에 명확한 표시가 있습니다. 배선 베이스에는 해당 단자대 텍스트 지침이 있습니다.

3. 각 가스관에는 흐름방향을 표시하여야 하며, 전선에는 전선홈을 설치하여야 하며, 전선홈의 재질은 튼튼하여야 한다.

4. 파이프라인 경로는 표준화되고 합리적이며, 색상은 관련 국가 표준을 준수하고, 문자와 흐름 방향 표시는 명확하며, 무질서한 교차가 없습니다.

5. 각 공기원 및 전원공급장치에는 메인 스위치가 장착되어 있어야 하며, 조작하기 쉬운 위치에 설치되어야 합니다.

6. 누출 감지 시 누출률을 헬륨 검출기 앞에 표시하여 쉽게 볼 수 있습니다.

7. 장비의 모터 방향은 명확하게 표시되어야 하며 노출된 전달 부분에는 보호 커버와 같은 보호 장치를 추가해야 합니다.

8. 장비의 계기판은 관련 산업 표준 및 국가 표준을 준수합니다.

 

4. 시스템 워크플로우

완성된 배터리 밀봉 및 못 용접 시스템 테스트 워크플로

지침:

완성된 배터리 셀의 밀봉 못 누출을 감지할 때, 배터리 셀을 옆으로 눕히거나 거꾸로 눕혀서는 안 됩니다. 밀봉 못 용접 부위의 작은 누출 구멍이 전해액에 막혀 실제 누출 감지 효과에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 올바른 방법은 배터리 셀 덮개판을 위로 향하게 하여 고정 장치에 놓는 것입니다.

 

5. 진공 박스 누출 감지 시스템의 작동 원리

5.1 작동 원리 다이어그램 소개

 5.2. 완성된 배터리 테스트를 위한 밀봉 네일 시스템의 작동 원리

시스템 전원이 켜지고 대기 모드일 때 감지 버튼을 누르면 시스템이 자동으로 배터리 셀 밀봉 못 누출 감지 모드로 전환됩니다. 단계는 다음과 같습니다.

1. 주요 누출에 대한 압력 테스트

누출을 감지할 때는 먼저 이전 공정에서 헬륨으로 채워진 완성된 배터리 셀 작업물을 진공 상자의 서랍에 넣습니다.진공 상자 문이 자동으로 닫히고 V1 밸브가 자동으로 열려 진공 상자를 사전 진공합니다.동시에 진공 상자의 진공 값을 모니터링합니다.진공 상자의 실제 공극 변화가 설정 시간 내에 설정 값(예: 100 Pa)을 초과하지 않으면 작업물에 주요 누출이 없음을 나타냅니다.그렇지 않으면 작업물에 주요 누출이 있음을 나타내며 시스템에서 자동으로 청각적 및 시각적 경보를 울립니다.확인 버튼을 수동으로 눌러 가스를 방출하고 작업물에서 헬륨을 제거합니다.시스템에서 감지를 종료하고 메시지를 표시합니다.작업물에 주요 누출이 없으면 시스템은 진공을 계속하고 사소한 누출을 확인합니다.

2. 사소한 누출을 확인하세요

중대한 누출이 발견되지 않으면, 테스트를 위해 진공 상자를 계속 비우고, 중간 또는 미세 누출 테스트를 위해 작업물의 작업 환경을 시뮬레이션하십시오. 작업물이 적합하지 않으면 시스템에서 경고음을 울리고, 적합하지 않으면 경고음을 울립니다. 진공 상자를 팽창시켜 하단을 열고 다음 감지 주기를 시작하십시오.

6、주요 구성

	구성 요소 이름	원산지/모델	수량
헬륨 질량 분석기 누출 감지기	누출 탐지기	게보 테크놀로지 A100	1세트
	보조 펌프	레이바오 D16C	1개 단위
진공박스 부분	진공 상자	스테인리스 스틸 또는 단단한 알루미늄	2세트
	진공 박스 개방 장치	SMC 실린더 등	2세트
	진공 파이프라인	스테인리스 스틸	1세트
	진공 밸브	맞춤 설정	1세트
	메인 펌프	라이바오 D60C	1개 단위
	진공 측정	잉푸캉 PSG500	2개
	표준 누출	영푸강 TL4-6 (-5Pam/s~-7Pam'/s 조절 가능)	1개
	랙과 펜스	암텍	1세트
전기 제어부	프로그래밍 가능 컨트롤러 PL C	옴론/슈나이더	1세트
	터치 패널	와인뷰/옴론/슈나이더	1세트
	전기 부품	슈나이더, 오므론 등	1세트
	전기 제어 캐비닛	암텍	1세트

 

7、예비 부품 목록(진공 펌프는 건식 펌프를 채택) 

아니요	이름	수량	유명한
1	진공 펌프 오일	5리터
2	상자 밀봉 링	2개
3	파이프라인 연결 씰	1세트

 8. MES 통신 프로토콜 설명

1. 데이터 통신 방식의 통일

데이터 전송을 위한 이더넷 TCP/IP

(1) 장비의 상위 컴퓨터는 S7, MC, FINS를 통해 산업용 제어 컴퓨터(DCS, 상위 컴퓨터) 또는 MES 서버로 데이터 전송을 요구한다.

(2) 산업용 제어 컴퓨터 및 서버의 상위 컴퓨터 프로그램은 MES 인터페이스(Webservice, OPC)를 호출하여 수집된 데이터를 이더넷을 통해 MES 데이터베이스로 전송하도록 요구합니다.

2. 2차 개발 서비스 제공

모든 장치는 2차 개발 역량을 갖춰야 합니다. 2차 협력사는 1차 협력사의 요구에 따라 PLC의 2차 개발을 수행할 수 있으며, 2차 협력사의 소프트웨어 엔지니어와 전기 엔지니어는 보증 기간 동안 1차 협력사의 MES 구현에 무조건 협조하고 현장 MES 구현 작업에 참여해야 합니다.

두 번째 당사자는 첫 번째 당사자에게 "개발 문서"를 무료로 제공해야 합니다. 여기에는 PLC 애플리케이션 계층 프로그램 및 주석이 포함됩니다. 상위 컴퓨터 소프트웨어 애플리케이션 계층의 소스 코드, 캡슐화된 클래스 및 메서드는 미리 패키징된 코드를 제공해야 합니다.

3. 각 PLC는 MES용으로 최소 하나의 100기가비트 이더넷 인터페이스를 예약해야 하며, 이 인터페이스는 TCP/IP 요구 사항을 통해 MES로 전송되어야 하며, 통신 모듈 추가도 지원해야 합니다. 이더넷 인터페이스는 RS232/RS485/USB 데이터로 변환할 수 없으며, 반드시 통합 PLC 이더넷 인터페이스여야 합니다.