NatgraphはEwon Flexyを使用して、燃料電池用高分子電解質膜の生産を監視および制御しています。このシステムは、クリーンルーム環境での正確な温度制御、リモート監視、およびデータセキュリティを可能にし、高品質の生産を保証します。
燃料電池は、地球温暖化を加速しない、よりクリーンで環境に優しい世界を目指すための重要な技術になりつつあります。生産エンジニアリングの最先端では、現在、製造を高速で、効率的で、信頼性や拡張性のあるものにすることに注力しています。英国を拠点とするNatgraph社は、Ewon Flexyを使用して、プロセスの最も重要な段階を常に最適化しています。
燃料電池は、化学エネルギーを電力に変換し、環境汚染や地球温暖化の原因となる有害な副産物を発生させず、効率的に使用することができます。通常、クリーンで豊富な天然由来の水素を利用し、これを大気中の酸素と組み合わせて発電します。その際生成されるのは純水のみです。
宇宙船の動力源として開発された初期の燃料電池は、アポロ13号が大規模なシステム故障に見舞われた後の生還に役立ちました。それから50年が経ち、小型ノートパソコンから実用規模の発電所、電気自動車や輸送、工業生産、商業施設や住宅、電力供給網内のエネルギー貯蔵など、あらゆるものに使用されています。
可動部品がないため、非常に効率的で、ほとんど無音で、温室効果ガスである二酸化炭素などの有害な排出物がゼロまたはほぼゼロです。
内部の陽極と陰極を使用して、水素(または他の燃料)原子を陽子と中性子に分け、PEM(高分子電解質膜、プロトン交換膜とも呼ばれます)を介してこれらを分離し、電力の流れを作り出します。PEMはキッチンのシュリンクラップと同じくらいエキサイティングに見えますが、実際には7層または精密に洗練されたものです。ここで、Natgraphの登場です。
Natgraphは、40年の歴史の中で、乾燥/硬化技術の最先端を歩んできました。高速印刷業務から始まり、すぐに精度と制御、均一性と再現性を常に向上させる必要がある産業用アプリケーションに軸足を移しました。今日では、自動車、医療、エレクトロニクス、セキュリティプリント、ガラス、ラベル、テキスタイルトランスファー、プリント仕上げ等の分野で選ばれる乾燥装置のサプライヤーであり、顧客と協力して、重要なプロセスを常に改善し、進化させています。
チーフエンジニアのDarren Kerry氏はこう述べています。「当社の顧客は、カスタマイズされた高性能ソリューションを必要とすることが多いため、当社の工場はまさにその目的のために設計されています。当社は垂直統合型なので、オーダーメイドの精密で制御可能でエネルギー効率の高い電気機械式乾燥装置を迅速かつ効率的に製造できます。私たちは機敏で応答性が高く、革新的であり、世界中のどこでも入手可能な最高のキットを提供することを唯一の目的としています。」
「私たちは、対流、赤外線、紫外線乾燥技術に基づく革新的な乾燥および硬化ソリューションを製造してきた輝かしい実績があり、あらゆるプロジェクトのニーズを満たすことができます。そのため、燃料電池生産、特にPEM製造のスケールアップを支援してほしいという打診を受けたとき、最適なソリューションをすぐに特定することができました。」
PEMは7層の膜で構成されており、それぞれがポリエステルの裏紙付きで個別に層状にされ、次の層が塗布される前に精密に硬化されます。7枚すべてを硬化したら、裏紙を剥がし、最終硬化で層を均質化して1つに融合させます。
硬化温度は各層のミリメートル単位で正確でなければならず、最終的に非常に価値の高い製品になるため、無駄は絶対に避けなければなりません。
「さらに大変なことに、リールtoリールプロセスで各生産工程の長さは1キロメートルを超えます。そのため、このプロセスで廃棄はありえません。常に100%の精度です」これに加えて、生産はクリーンルーム条件で行う必要があり、生産工場全体が、顧客の貴重な企業秘密と工程で使用される高価な材料の両方を保護するため、セキュリティの高い現場になっています。Natgraphの目標の１つは、乾燥/硬化プラントをリモートで監視、調整、リセット、最適化できる安全な通信システムを開発して、スタッフがセキュリティの高いクリーンルームに入る必要がなく、すべてのデータをサイバー攻撃やサイバー盗難から守れるようにすることでした。最終的に、HMS Industrial NetworksのEwon Flexy技術をベースにしたVPN(仮想プライベートネットワーク)の開発に至りました。
Ewon Flexy を使用して、許可された担当者のみがアクセスできる世界クラスの制御および監視システムを開発しました。
Ewon FlexyはVPN接続を備えたIIoTデータゲートウェイで、Natgraphは多目的インターネットデータゲートウェイを構成し、分析や予知保全のために重要な重要業績評価指標(KPI)を監視および収集できるようになりました。オンサイトデータ監視は、データロギングとアラーム通知にすべての主要なPLCプロトコルを利用でき、OPC UAサーバーはプラントのエンタープライズシステムとデータを共有します。
この情報は、Ewon Talk2mのM2webサービスを通じて、遠隔地のスタッフも安全に利用することができます。Darren氏は、このシステムの機能について次のように説明しています。「継続的なデータロギングとバッファリングは、すべてのタグ名に対して実行できます。Ewonは、タグデータ値(+タイムスタンプ)を内部データベースに保存し、統計分析、トレンドの識別、および後で実施されるレビューに役立てます。」
Talk2mのDatamailboxサービスは、データを簡単に取り出せるオンラインのデータバッファーです。そのため、PEM生産ラインのパフォーマンスをリアルタイムで監視し、長期的な分析のためにデータを記録し、プロセスをリモートでリセットまたは最適化することができます。つまり、クリーンルームの環境に入ったり、工場現地でセキュリティプロトコルを確認したりする必要がありません。
「すべての通信はVPN標準に従って行われるため、データは安全であり、機密性は維持されます。」
