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Natgraph verwendet Ewon Flexy, um die Produktion von Polymerelektrolytmembranen für Brennstoffzellen zu überwachen und zu steuern. Das System ermöglicht eine präzise Temperaturregelung, Fernüberwachung und Datensicherheit in einer Reinraumumgebung und gewährleistet so eine qualitativ hochwertige Produktion.
Brennstoffzellen entwickeln sich schnell zu einer Schlüsseltechnologie für eine sauberere, grünere Welt ohne globale Erwärmung. Einige der klügsten Köpfe in der Produktionstechnik konzentrieren sich nun darauf, ihre Fertigung schnell, effizient, zuverlässig und skalierbar zu gestalten. Das in Großbritannien ansässige Unternehmen Natgraph setzt Ewon Flexy ein, um eine ständige Optimierung der kritischsten Phase des Prozesses zu gewährleisten.
Brennstoffzellen wandeln chemische Energie in elektrische Energie um und arbeiten effizient und ohne schädliche Nebenprodukte, die die Umwelt verschmutzen oder die globale Erwärmung verursachen. Sie werden in der Regel mit sauberem, reichlich vorhandenem, natürlich vorkommendem Wasserstoff betrieben und kombinieren diesen mit Luftsauerstoff, um Strom, reines Wasser und sonst nichts zu erzeugen.
Eine frühe Brennstoffzelle, die für den Antrieb von Raumfahrzeugen entwickelt wurde, war entscheidend für das Überleben von Apollo 13 nach einer größeren Fehlfunktion des Systems. Fünfzig Jahre später werden sie in allen Dingen eingesetzt, von winzigen Laptops bis hin zu Kraftwerken, in Elektrofahrzeugen und im Transportwesen, in der industriellen Produktion, in Gewerbe- und Wohngebäuden und als Energiespeicher in Stromversorgungsnetzen.
Da sie keine beweglichen Teile haben, sind sie hocheffizient, nahezu geräuschlos und erzeugen keine oder nahezu keine schädlichen Emissionen wie das Treibhausgas Kohlendioxid.
Sie verwenden interne Anoden und Kathoden, um Wasserstoffatome (oder andere Brennstoffatome) in Protonen und Neutronen zu spalten und diese durch eine PEM (Polymerelektrolytmembran, auch Protonenaustauschmembran genannt) zu trennen, um einen elektrischen Energiefluss zu erzeugen. Die PEM sieht ungefähr so aufregend aus wie Küchenschrumpffolie, ist aber in Wirklichkeit sieben Schichten oder präzise gefertigte Raffinesse – und hier kommt Natgraph ins Spiel!
Natgraph hat seine gesamte 40-jährige Geschichte an der Spitze der Trocknungs- und Aushärtungstechnologie verbracht. Angefangen in Hochgeschwindigkeitsdruckereien, verlagerte sich der Schwerpunkt bald auf industrielle Anwendungen mit ihren Anforderungen an die ständige Verbesserung von Präzision und Kontrolle, Gleichmäßigkeit und Wiederholbarkeit. Heute ist das Unternehmen der bevorzugte Trocknungslieferant in den Bereichen Automobil, Medizin, Elektronik, Sicherheitsdruck, Glas, Etiketten, Textiltransfer und Druckveredelung und arbeitet mit Kunden zusammen, um ihre kritischen Prozesse ständig zu verbessern und weiterzuentwickeln.
Chefingenieur Darren Kerry erklärt: "Unsere Kunden verlangen oft maßgeschneiderte, leistungsstarke Lösungen, und deshalb ist unsere Fabrik genau für diesen Zweck ausgelegt. Wir sind vertikal integriert, so dass wir schnell und effizient maßgeschneiderte präzise, steuerbare und energieeffiziente elektromechanische Trocknungsanlagen herstellen können. Wir sind agil, reaktionsschnell und innovativ und haben das einzige Ziel, die beste Ausrüstung zu liefern, die überall auf der Welt erhältlich ist.
"Wir haben eine beneidenswerte Erfolgsbilanz bei der Herstellung hochinnovativer Trocknungs- und Aushärtungslösungen auf der Grundlage von Konvektions-, Infrarot- und Ultraviolett-Trocknungstechnologien und können so die Anforderungen jedes Projekts erfüllen. Als wir gebeten wurden, bei der Skalierung der Brennstoffzellenproduktion zu helfen, insbesondere bei der PEM-Fertigung, konnten wir schnell optimale Lösungen finden."
Ein PEM besteht aus sieben separaten Membranschichten, die jeweils einzeln auf eine Polyester-Trägerfolie geschichtet und präzise ausgehärtet werden, bevor die nächste aufgetragen wird. Sobald alle sieben ausgehärtet sind, wird die Trägerfolie abgezogen und eine letzte Aushärtung homogenisiert die Schichten, um sie zu einer einzigen zu verschmelzen.
Die Aushärtungstemperaturen müssen über jeden Millimeter jeder Schicht exakt sein und das Endergebnis ist ein sehr hochwertiges Produkt, so dass Verschwendung um jeden Preis vermieden werden muss.
"Erschwerend kommt hinzu, dass es sich um einen Prozess von Rolle zu Rolle handelt, bei dem jeder Produktionslauf über einen Kilometer lang ist", sagt Darren, "so dass Verschrottung bei diesem Prozess nicht wirklich eine Option ist. Seine 100%ige Genauigkeit zu jeder Zeit!" Hinzu kommt, dass die Produktion unter Reinraumbedingungen stattfinden muss und die gesamte Produktionsanlage ein Hochsicherheitsstandort ist, um sowohl die Kunden als auch die wertvolle Geschäftsgeheimnisse und die teuren Materialien, die dabei verwendet werden. Ein Teil der Aufgabe von Natgraph bestand darin, ein sicheres Kommunikationssystem zu entwickeln, das es ermöglichte, die Trocknungs- und Aushärtungsanlage aus der Ferne zu überwachen, anzupassen, zurückzusetzen und zu optimieren, so dass das Personal nicht ständig den Hochsicherheits-Reinraum betreten musste, und das alle Daten vor Cyberangriffen oder Cyberdiebstahl schützte. Zu diesem Zweck wurde ein VPN (Virtual Private Network) entwickelt, das auf der Ewon-Flexy-Technologie von HMS Industrial Networks basiert.
Mit Ewon Flexy haben wir ein erstklassiges Steuerungs- und Überwachungssystem entwickelt, auf das nur autorisiertes Personal zugreifen kann.
Ewon Flexy ist ein IIoT-Datengateway mit VPN-Konnektivität, das es Natgraph ermöglicht hat, ein Mehrzweck-Internet-Datengateway so zu konfigurieren, dass es wichtige Leistungskennzahlen (KPIs) für die Analyse und vorausschauende Wartung überwachen und erfassen kann. Für alle wichtigen SPS-Protokolle zur Datenaufzeichnung und Alarmbenachrichtigung steht eine Vor-Ort-Datenüberwachung zur Verfügung, während ein OPC UA-Server die Daten mit den Enterprise-Systemen der Anlage austauscht.
Diese Informationen sind auch für Remote-Mitarbeiter über den M2Web-Service von Ewon Talk2m sicher verfügbar. Darren erklärt die Fähigkeiten des Systems: "Für jeden Tag-Namen kann eine kontinuierliche Datenprotokollierung und -pufferung durchgeführt werden. Ewon speichert Tag-Datenwerte (+ Zeitstempel) in seiner internen Datenbank für statistische Analysen, Trenderkennung und spätere Überprüfung."
Der Datamailbox-Dienst von Talk2m ist ein Online-Datenpuffer, der das einfache Abrufen von Daten ermöglicht. Auf diese Weise können wir die Leistung der PEM-Produktionslinie in Echtzeit überwachen, die Daten für Langzeitanalysen protokollieren und den Prozess aus der Ferne zurücksetzen oder optimieren. Das bedeutet, dass wir die Reinraumumgebung nicht betreten oder die Sicherheitsprotokolle der Anlage vor Ort durchlaufen müssen.
"Die gesamte Kommunikation erfolgt nach VPN-Standards, so dass die Daten sicher sind und die Vertraulichkeit gewahrt bleibt."
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