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

保證高質量制造是將燃料電池技術引入市場的關鍵。過去的多個項目已經表明：只有采用自動化的高精度制造過程，生產燃料電池組才既經濟又可再生。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）的生產技術部門的主要任務之一就是開發(fā)這些用于燃料電池制造和裝配的技術。

燃料電池組的安全制造

為了能始終制造高質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技術部門目前正在開發(fā)一個新型試驗工廠，用于制造自動化單電池和裝配燃料電池組。其目的是找到一種方法，能保證制造過程中燃料電池生產所需的雙極半板的質量。

   該試驗工廠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(guī)定的安全距離。下一步是技術實施：在室內技術中心采用注塑成型工藝制造石墨雙極半板；在第一個工作臺將這些板分開。 這些板放在特別開發(fā)的倉庫中，以滿足極板各自的容量要求；特殊的夾鉗技術可保證仔細操作。在第二個工作臺，雙極半板要經受嚴格的質量控制；采用數字圖像分析用于檢查可能的差錯類型。制造過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工作臺和生產步驟。用激光給雙極半板打上二維碼，以保證其可追溯性。

   在下一生產步驟，通過分配器或絲網印刷應用這些二維碼并使其硬化；采用兼容的工件載體進行鍍膜和硬化過程，同時要考慮在線鍍膜、耐熱性甚或熱膨脹。燃料電池組在最后一個工作臺裝配前，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）方向相關的位置。該操作需要最高的精度。單個電池被裝配并固定后，對其進行測試以確保密封性。在此生產階段對雙極板進行檢查，進行單個電池的密封性測試，隨后的電池組裝配時，還會輔以過程內檢查。只有對完全裝配好的燃料電池組進行最終質量檢查后，電池組才能真正離開自動化生產區(qū)。根據適用于燃料電池模塊的標準DIN EN 62282-2進行所有測試。

   試驗工廠能生產型號為24到72的電池組，同時能夠靈活地滿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在運營時不會受到能中斷過程的保護裝置影響。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發(fā)，它可以安全地監(jiān)控試驗工廠的所有危險區(qū)域并可快速簡單地進行調整以適應應用需求的變化。

安全攝像系統SafetyEYE可實現三維監(jiān)控

皮爾磁公司提供的安全攝像系統SafetyEYE可靈活、安全、簡單地連續(xù)監(jiān)控危險點和危險區(qū)域?？煽焖俸啽愕卦O置虛擬警告區(qū)域和探測區(qū)域，同時取代機械圍欄：SafetyEYE安裝在監(jiān)控區(qū)域上方，可允許自由進入試驗工廠的危險區(qū)域，同時允許在那里安全停留。

SafetyEYE是用于區(qū)域監(jiān)控的“基于目視的”安全技術，它將智能傳感器技術和有效控制融為一體。危險區(qū)域周圍是虛擬警告區(qū)域和探測區(qū)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(qū)域和探測區(qū)域。您可以隨意設置多個警告區(qū)域和探測區(qū)域，然后使用配置工具為這些區(qū)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(qū)域

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

   與常規(guī)的保護和監(jiān)控方法相比，三維監(jiān)控和控制有很多優(yōu)勢。它既不影響生產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(guī)進入探測區(qū)域不會自動引發(fā)急停。如果工人違規(guī)進入某處的虛擬探測區(qū)域，而機器人在幾秒內又無法到達，該處探測區(qū)域將失效而同一位置警告區(qū)域將被激活。控制技術確保機器人以極慢的速度前進。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。只有工人進入直接危險區(qū)域，才會引發(fā)急停。通過這種方式可對過程實施精確控制同時又可實現靈活的保護。

   未來燃料電池研究中心將進一步增加垂直整合，以完成燃料電池系統。這是一個非常復雜的任務?！斑@需要人機互動”，燃料電池研究中心生產技術部門主管Lars Preißner解釋道，“而兩個SafetyEYE系統的安裝已打下了完美的基礎。”

   對燃料電池研究中心而言，安全系統的靈活性是選擇時的關鍵因素：只有行業(yè)需要的自動化的高精度制造過程才能實現燃料電池組和系統的可再生制造。進而要想連續(xù)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

   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。傳感設備由三個高動態(tài)的攝像機組成，可提供被監(jiān)控區(qū)域的圖像數據。分析單元通過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計算三維圖像。通過這種方式可以觀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(qū)域中，以判斷是否有人違規(guī)進入探測區(qū)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的整個運行。如果分析單元發(fā)出信號說明有人違規(guī)進入探測區(qū)域，則可配置輸出模塊將被關閉。