原油、天然氣和煤炭?jì)α坑邢?，人們只得重新考慮可持續的能源供應。氫燃料電池已經(jīng)被用在能源和基礎設施中，它是一種產(chǎn)生能源的環(huán)保方式。為確保燃料電池制造業(yè)從最優(yōu)生產(chǎn)中獲益，需要在燃料電池研究中心（ZBT）對自動(dòng)化生產(chǎn)鏈進(jìn)行提前測試。皮爾磁公司提供的三維攝像系統SafetyEYE可確保試驗工廠(chǎng)安全靈活運行。

保證高質(zhì)量制造是將燃料電池技術(shù)引入市場(chǎng)的關(guān)鍵。過(guò)去的多個(gè)項目已經(jīng)表明：只有采用自動(dòng)化的高精度制造過(guò)程，生產(chǎn)燃料電池組才既經(jīng)濟又可再生。位于杜伊斯堡燃料電池研究中心的測試、應用和裝配中心（TAZ）的生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)的主要任務(wù)之一就是開(kāi)發(fā)這些用于燃料電池制造和裝配的技術(shù)。

燃料電池組的安全制造

為了能始終制造高質(zhì)量的燃料電池組并將成本降到最低，測試、應用和裝配中心的生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)目前正在開(kāi)發(fā)一個(gè)新型試驗工廠(chǎng)，用于制造自動(dòng)化單電池和裝配燃料電池組。其目的是找到一種方法，能保證制造過(guò)程中燃料電池生產(chǎn)所需的雙極半板的質(zhì)量。

該試驗工廠(chǎng)的基石是使用計算機模擬建立所需的組件，尤其是分析所需邏輯、循環(huán)時(shí)間和信號處理。它還可以用于計算三維安全攝像系統SafetyEYE所需的空間要求和規定的安全距離。下一步是技術(shù)實(shí)施：在室內技術(shù)中心采用注塑成型工藝制造石墨雙極半板；在第一個(gè)工作臺將這些板分開(kāi)。 這些板放在特別開(kāi)發(fā)的倉庫中，以滿(mǎn)足極板各自的容量要求；特殊的夾鉗技術(shù)可保證仔細操作。在第二個(gè)工作臺，雙極半板要經(jīng)受?chē)栏竦馁|(zhì)量控制；采用數字圖像分析用于檢查可能的差錯類(lèi)型。制造過(guò)程的另一步是給雙極半板貼標簽，以便在本階段仍能夠精確追蹤單個(gè)工作臺和生產(chǎn)步驟。用激光給雙極半板打上二維碼，以保證其可追溯性。

在下一生產(chǎn)步驟，通過(guò)分配器或絲網(wǎng)印刷應用這些二維碼并使其硬化；采用兼容的工件載體進(jìn)行鍍膜和硬化過(guò)程，同時(shí)要考慮在線(xiàn)鍍膜、耐熱性甚或熱膨脹。燃料電池組在最后一個(gè)工作臺裝配前，必須將高靈敏度膜電極單元精確放置在和電池的活性表面（即流場(chǎng)）方向相關(guān)的位置。該操作需要最高的精度。單個(gè)電池被裝配并固定后，對其進(jìn)行測試以確保密封性。在此生產(chǎn)階段對雙極板進(jìn)行檢查，進(jìn)行單個(gè)電池的密封性測試，隨后的電池組裝配時(shí)，還會(huì )輔以過(guò)程內檢查。只有對完全裝配好的燃料電池組進(jìn)行最終質(zhì)量檢查后，電池組才能真正離開(kāi)自動(dòng)化生產(chǎn)區。根據適用于燃料電池模塊的標準DIN EN 62282-2進(jìn)行所有測試。

試驗工廠(chǎng)能生產(chǎn)型號為24到72的電池組，同時(shí)能夠靈活地滿(mǎn)足盡可能廣泛的性能要求。就設計和重新設計應用而言，要對設備進(jìn)行改造以使其具有同等的靈活性，就必須采用模塊化設計。因此安全技術(shù)也必須能靈活地修改，首先要保證為工作人員提供充分的保護，其次要確保試驗工廠(chǎng)在運營(yíng)時(shí)不會(huì )受到能中斷過(guò)程的保護裝置影響。這就是測試、應用和裝配中心的工程師選擇三維安全攝像系統SafetyEYE的原因。該創(chuàng )新型攝像系統由皮爾磁在斯圖加特附近的奧斯特菲爾登開(kāi)發(fā)，它可以安全地監控試驗工廠(chǎng)的所有危險區域并可快速簡(jiǎn)單地進(jìn)行調整以適應應用需求的變化。

安全攝像系統SafetyEYE可實(shí)現三維監控

皮爾磁公司提供的安全攝像系統SafetyEYE可靈活、安全、簡(jiǎn)單地連續監控危險點(diǎn)和危險區域?？煽焖俸?jiǎn)便地設置虛擬警告區域和探測區域，同時(shí)取代機械圍欄：SafetyEYE安裝在監控區域上方，可允許自由進(jìn)入試驗工廠(chǎng)的危險區域，同時(shí)允許在那里安全停留。SafetyEYE是用于區域監控的“基于目視的”安全技術(shù)，它將智能傳感器技術(shù)和有效控制融為一體。危險區域周?chē)翘摂M警告區域和探測區域，后兩者可在SafetyEYE配置器中被自由界定。SafetyEYE配置器為您提供了靈活的選擇，您可以徒手創(chuàng )建各種預定義的幾何形狀及警告區域和探測區域。您可以隨意設置多個(gè)警告區域和探測區域，然后使用配置工具為這些區域指定不同的操作，以應對不同的危險情況。

靈活的虛擬探測區域

探測區域和警告區域可以合并到復雜的區域安排中，并且它們可以在個(gè)人電腦中快速直觀(guān)地配置，因此易于管理。如果機器的不同工作模式需要不同的區域安排，可通過(guò)安全總線(xiàn)系統SafetyBUS p或PSS控制系統上的數字輸入（兩者均由皮爾磁公司開(kāi)發(fā)）在機器的工作周期中可以在這些模式中間進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換。用戶(hù)可以靈活操作，因為他們只需點(diǎn)擊SafetyEYE配置器的鼠標就能修改已界定的探測區域。因此對探測區域的監控不再基于技術(shù)需求而是基于用戶(hù)的處理周期要求，而設計處理周期時(shí)靈活性極大。

與常規的保護和監控方法相比，三維監控和控制有很多優(yōu)勢。它既不影響生產(chǎn)周期也不影響工作流程。三維安全攝像系統的特別之處在于違規進(jìn)入探測區域不會(huì )自動(dòng)引發(fā)急停。如果工人違規進(jìn)入某處的虛擬探測區域，而機器人在幾秒內又無(wú)法到達，該處探測區域將失效而同一位置警告區域將被激活?？刂萍夹g(shù)確保機器人以極慢的速度前進(jìn)。如果工人留意到警告信號并后退，則機器人將以正常速度前進(jìn)。只有工人進(jìn)入直接危險區域，才會(huì )引發(fā)急停。通過(guò)這種方式可對過(guò)程實(shí)施精確控制同時(shí)又可實(shí)現靈活的保護。

未來(lái)燃料電池研究中心將進(jìn)一步增加垂直整合，以完成燃料電池系統。這是一個(gè)非常復雜的任務(wù)?！斑@需要人機互動(dòng)”，燃料電池研究中心生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)主管Lars Prei ner解釋道，“而兩個(gè)SafetyEYE系統的安裝已打下了完美的基礎?！?/p>

對燃料電池研究中心而言，安全系統的靈活性是選擇時(shí)的關(guān)鍵因素：只有行業(yè)需要的自動(dòng)化的高精度制造過(guò)程才能實(shí)現燃料電池組和系統的可再生制造。進(jìn)而要想連續制造燃料電池，就需要諸如三維安全攝像系統SafetyEYE提供的靈活的安全解決方案。

“基于目視的”安全技術(shù)

皮爾磁公司提供的三維安全攝像系統SafetyEYE包括傳感設備和分析單元。傳感設備由三個(gè)高動(dòng)態(tài)的攝像機組成，可提供被監控區域的圖像數據。分析單元通過(guò)光纜接收攝像機的圖像數據并采用高度復雜的安全算法來(lái)計算三維圖像。通過(guò)這種方式可以觀(guān)察物體的三維圖像并能精確地描述其位置。然后將該信息添加到系統設置的探測區域中，以判斷是否有人違規進(jìn)入探測區域。高性能電腦將圖像處理結果發(fā)送到PSS控制系統；PSS帶有輸入和輸出模塊，可充當機械控制器的接口并控制SafetyEYE的整個(gè)運行。如果分析單元發(fā)出信號說(shuō)明有人違規進(jìn)入探測區域，則可配置輸出模塊將被關(guān)閉。