Výhody digitálních senzorů v systému monitorování životního prostředí

James Pickering, ředitel systémů environmentálního monitorování ve společnosti ROTRONIC

Parametry životního prostředí jsou klíčové pro kvalitu výrobku a proto jsou kontrolovány a sledovány v řadě odvětví. Pokud jsou určité citlivé produkty vystaveny nesprávným teplotám nebo relativní vlhkosti vzduchu, jejich kvalita již není zaručena.

Proč je sledování životního prostředí v farmaceutickém průmyslu tak důležité?

Parametry prostředí jsou rozhodující pro kvalitu výrobku a proto jsou v farmaceutickém průmyslu kontrolovány a sledovány. Pokud jsou určité produkty vystaveny nesprávným teplotám nebo relativní vlhkosti vzduchu, kvalita výrobku již není zaručena. V farmaceutickém, kosmetickém a potravinářském průmyslu je to ještě důležitější, protože životy spotřebitelů mohou být ohroženy vlivem prostředí na produkty či složky, jako je rozklad, snížená účinnost/chutí nebo kazení.

V farmaceutickém průmyslu existují předpisy na ochranu pacientů a zajištění kvalitativně bezpečných a účinných produktů. Teplotní rozsah je stanoven spolu s dalšími parametry pro zajištění kvality výrobku během hodnocení rizik produktu.

Při plánování zařízení je systém řízení budovy (BMS) nedílnou součástí plánování. BMS pomocí senzorů, které jsou rozmístěny po celém zařízení, řídí mnoho služeb uvnitř zařízení, včetně vytápění, větrání a klimatizace (HVAC) budovy. Aby bylo zajištěno, že BMS správně řídí systém HVAC, může být nainstalován systém sledování životního prostředí (EMS). EMS sleduje všechny kritické kontrolní parametry, které byly definovány během hodnocení rizik výrobku a stanoveny během kvalifikace zařízení.

Normy kvality GxP, které vyvíjejí regulační orgány, mají pokrýt kvalitu výrobku po celý jeho životní cyklus.

Normy GxP stanovují, že použitá oblast musí být kvalifikována, teplota musí být sledována a sledovací zařízení musí být kalibrována v souladu s těmito normami.

– Kvalifikováno: Kvalifikace oblasti je proces, při kterém se prokazuje, že oblast splňuje požadavky pro zamýšlený účel.
– Sledováno: Kritické kontrolní parametry (například teplota) jsou měřeny a uloženy pro pozdější použití (někdy až 18 let nebo déle).
– Kalibrováno: Používaná sledovací zařízení ukazují správné hodnoty. Zařízení jsou pravidelně kalibrována, aby bylo zajištěno, že měření vždy ukazují správné hodnoty.

V předpisech není stanoveno, jak mají být požadavky splněny. Proto si uživatel může sám určit, jak kvalifikovat oblasti, jak sledovat oblast a jak často kalibrovat zařízení.

Co je digitální senzor?

Digitální senzor je měřicí přístroj, který vysílá digitální signál. Hlavní výhodou digitálního senzoru ve srovnání s analogovým senzorem jsou informace, které přenáší. Zatímco analogový senzor vysílá pouze hodnotu v mA nebo napětí (která je přeměněna na měřenou hodnotu), může digitální senzor přenášet mnohem více dat, například:

– Měřená hodnota(y),
– Sériové číslo zařízení,
– Stav zařízení,
– Kalibrační data,
– Nastavovací data...

Všechny digitální senzory Rotronic mají integrovanou paměť a mohou být kalibrovány/nastavovány uživatelem.

Jaké jsou hlavní výhody používání digitálních senzorů v EMS?

Digitální senzory Rotronic komunikují s datovými záznamníky (drátově nebo bezdrátově) a veškerá komunikace se serverem a databází probíhá digitálně, což znamená, že při přenosu dat nedochází ke ztrátě přesnosti. To znamená, že na rozdíl od analogových senzorů není při instalaci a kvalifikaci/validaci zařízení nutná smyčková kontrola.

Velkou výhodou použití digitálních senzorů v EMS je možnost využít dodatečná data a snížit dobu odstávek, zejména během kalibrace nebo údržby.

U analogových senzorů může být kalibrace provedena buď v kalibrační laboratoři (interní nebo externí), nebo na místě, pokud to aplikace umožňuje. Pokud je kalibrace prováděna na místě, provádí se současně i kontrola smyčky. Pro kalibraci v laboratoři je nutné zařízení odebrat (což způsobí odstávku systému). S digitálními senzory Rotronic lze provést jednoduchou výměnu (hot-swap), která nezpůsobí výpadek:

– Manuální odšroubování stávajícího senzoru.
– Manuální nasazení „nového“ předkalibrovaného senzoru.

Původní senzor může být poté kalibrován v laboratoři a buď vrácen na původní místo, nebo použit jinde v zařízení. Další výhodou je, že RMS automaticky zaznamenává výměnu senzoru spolu s audit trail, který obsahuje čas, data a sériové číslo senzoru před výměnou a po výměně.

RMS nabízí funkci kalibrace/nastavení s tvorbou kalibračních certifikátů.

Jaké parametry může Rotronic měřit pomocí digitálních sond?

Rotronic aktuálně nabízí následující digitální senzory:

– Teplota,
– Teplota a relativní vlhkost/tlaková nula,
– Diferenciální tlak,
– Oxid uhličitý.

Jaký digitální komunikační protokol se používá?

Digitální sondy Rotronic komunikují přes MODBUS prostřednictvím UART.

– S AC3001: Uživatel může komunikovat s digitální sondou pomocí softwaru RMS-CONFIG (konfigurace a kalibrace/nastavení sondy).
– S E2-05XX-MOD: Uživatel může komunikovat s digitální sondou přes MODBUS přes RS485.
– S RMS-LOG-L nebo RMS-LOG-L-D: Uživatel může komunikovat se sondou přes MODBUS TCP nebo systém přenáší data přímo do RMS přes HTTP protokol.
– S RMS-LOG-868/915: Systém odesílá data buď přes bezdrátovou frekvenci 868 nebo 915 MHz na LAN přijímač, který data dále přenáší přes HTTP protokol přímo do RMS.

Jak RMS umožňuje integraci zařízení třetích stran

Rotronic nabízí některé parametry životního prostředí. V farmaceutickém průmyslu je však třeba sledovat i další parametry. Dalším parametrem, který se měří i v čistých prostorách, je sledování částic. Rotronic vyvinul nástroj RMS-CONVERTER-100, který umožňuje import zařízení od třetích stran přes jejich rozhraní MODBUS TCP.

Co je portfólio kalibrací PST?

Michell Instruments a Rotronic, oba součástí skupiny Process Sensing Technology (PST) a lídři na trhu v oblasti měření vlhkosti a stopové vlhkosti, nabízejí komplexní nabídku kalibračních zařízení a systémů pro teplotu a vlhkost.

Patří sem přenosné generátory vlhkosti pro jednoduchou kontrolu relativní vlhkosti a teplotních sond, tlakové kalibrátory a generátory s nízkou teplotou rosného bodu pro kalibraci senzorů a přístrojů pro stopovou vlhkost. Nejenže stavíme zakázková kalibrační zařízení pro vlhkost a rosný bod, ale nabízíme také kalibrace akreditované podle ISO/IEC 17025 pro relativní vlhkost a teplotu na šesti místech po celém světě.