Monitoreo de salas limpias – Seguridad para las más altas exigencias

Abb1: Sala limpia / Fig. 1: Sala limpia

Fig. 2: Medición de presión, humedad y temperatura en salas limpias con el sistema de automatización JUMO mTRON T

Fig. 3: Transductor higrotermal capacitivo con sondas intercambiables inteligentes

Ingeniera Técnica Christina Scheer

Las salas limpias y las salas de pureza son necesarias para procesos de fabricación especiales, principalmente en medicina y tecnología farmacéutica, donde partículas presentes en el aire ambiente podrían causar molestias. Otras aplicaciones de salas limpias o tecnología de salas limpias se encuentran en la tecnología de semiconductores, óptica y tecnología láser, en la industria aeroespacial, en las ciencias biológicas y en la investigación y tratamiento médico, así como en la investigación y producción libre de gérmenes de alimentos y medicamentos, y en la nanotecnología.

En una sala limpia, la selección de los instrumentos de medición adecuados es de suma importancia para lograr resultados óptimos. Por lo general, se monitorean y registran el contenido de partículas, temperatura, humedad y presión. Las magnitudes de medición mencionadas anteriormente tienen una influencia significativa en la calidad y productividad, por lo que son indispensables calibraciones regulares con instrumentos que se basan en estándares trazables. Los fabricantes de productos farmacéuticos suelen contar con una gran cantidad de salas limpias. El control y registro de temperatura, presión y humedad están sujetos a las estrictas reglas de las GMP (Buenas Prácticas de Manufactura).

Una gestión para todo

Para controlar, regular y documentar los valores de medición de temperatura, presión, humedad y contenido de partículas en una o varias salas limpias, se recomienda el sistema de automatización JUMO mTRON T. Los diferentes módulos de entrada y salida del sistema permiten una configuración flexible y descentralizada. Especialmente los módulos de entrada analógica universales y configurables, por ejemplo, para señales resistivas o de unidad como corriente o voltaje, marcan la pauta. La SPS integrada Codesys V3 en combinación con los módulos para regulación, adquisición de datos y registro forman una combinación óptima para las diversas aplicaciones en salas limpias.

La interconexión y comunicación de datos entre los componentes se realiza a través de EtherCAT, un bus de sistema basado en Ethernet, ampliamente utilizado en medición y automatización, que es rápido y eficiente. Con el sistema JUMO mTRON T, se pueden atender, controlar y regular varias salas limpias de forma individual, además de registrar los valores de proceso para garantizar la calidad. En el pasado, esto requería controladores individuales.

El panel multifunción (HMI) incluye nueve grupos de registro, incluyendo la documentación de lotes, que asegura la asignación de los datos de proceso registrados. La documentación de los valores de medición del proceso está diseñada para ser a prueba de manipulaciones, lo cual es especialmente importante en salas limpias. Funciones integradas como una notificación por email en caso de alarma o un servidor web ofrecen una alternativa económica y segura a sistemas de visualización complejos. Herramientas de software para PC adecuadas para leer y evaluar los datos registrados complementan el sistema.

Con la estructura modular del sistema y la SPS integrada, el sistema de automatización JUMO mTRON T puede adaptarse de manera óptima a aplicaciones para controlar y regular salas limpias. Dado que las tareas de regulación se llevan a cabo de forma autónoma en los módulos multicanal, la SPS está principalmente disponible para tareas de control individual. La SPS integrada Codesys juega un papel clave en la flexibilidad del sistema. Los fabricantes de plantas, por ejemplo, tienen la posibilidad de programar funciones adaptadas a las tareas existentes y visualizar imágenes de proceso específicas del usuario en el HMI. De esta manera, los fabricantes pueden proporcionar a sus clientes pantallas personalizadas para configuraciones básicas, modo automático o manual, imágenes de plantas e incluso pantallas para la configuración. A través de una gestión de usuarios con hasta 50 usuarios, se pueden asignar derechos de acceso definidos libremente. Esto ayuda a evitar errores operativos y garantiza un funcionamiento seguro de la planta.

Visualización y registro para una seguridad óptima

Gracias a la pantalla táctil TFT y a la función de registro integrada, es posible consultar directamente en la planta, además de los valores actuales, los mensajes de estado y alarma, así como la tendencia del proceso. Esto proporciona al usuario una alta transparencia y la posibilidad de optimizar o ajustar procesos en tiempo real. De esta manera, se pueden detectar irregularidades desde el principio y tomar las medidas correspondientes.

Los datos registrados pueden leerse, archivarse y evaluarse mediante la interfaz o una memoria USB con los programas de software JUMO PCC y PCA3000. Estos programas también ofrecen funciones como la impresión automática de los datos de medición, por ejemplo, en formato PDF o CSV. Opcionalmente, estos datos también pueden enviarse directamente por email.

Una documentación aún más completa es posible con el software de visualización JUMO SVS3000. Este soporta la documentación basada en lotes tras la entrada de datos correspondientes directamente al inicio del programa en la planta correspondiente. Además, mediante este software se pueden manejar todas las unidades conectadas. Estos datos pueden filtrarse y leerse por factores como fecha y hora, así como por hasta tres informaciones de lote ingresadas. Los registros generados a partir de esto pueden imprimirse automáticamente al final del lote o en cualquier momento de forma manual, así como exportarse.

Ahorre tiempo y costos gracias a una medición perfecta de humedad y temperatura

Para poder ignorar influencias externas en la producción de productos sensibles, en la sala limpia se necesitan condiciones climáticas reproducibles. Con los sensores de humedad y temperatura capacitivos de la serie 907027 de JUMO, por ejemplo, se puede determinar la humedad y la temperatura con un solo dispositivo. Los dispositivos cuentan con sondas intercambiables inteligentes con datos de calibración almacenados internamente y un protocolo de ajuste. Esto permite al usuario cambiar rápidamente el sensor en segundos sin pérdida de precisión.

Procedimientos de calibración de alta precisión y tecnología microprocesada moderna garantizan una alta exactitud de medición en todo el rango de temperatura. La excelente estabilidad a largo plazo se basa en el uso de sensores de humedad de larga duración y comprobados. Para aplicaciones de altas temperaturas (hasta +80 °C) o en espacios reducidos, los sensores pueden desconectarse sin necesidad de reajustar el dispositivo mediante un cable de conexión enchufable.

Como señales de salida, están disponibles las salidas de voltaje de 0 a 10 V o 4 a 20 mA (dos hilos), pudiendo ajustarse la escala de temperatura en fábrica sin problemas para adaptarse a la aplicación. Una pantalla opcional permite mostrar los valores actuales de rF y T.

Ajustado al proceso

Las condiciones climáticas reproducibles o estandarizadas en la sala limpia pueden garantizarse mediante la medición, regulación y supervisión de temperatura, humedad y presión. El uso del sistema de automatización ofrece ventajas en tiempo y costos para el usuario, ya que con el sistema modular todas las posibilidades están abiertas.