Cleanzone 2017: Digitális monitoring-megoldások megkönnyítik a hatékony irányítást, nyomon követhetőséget és a hibák felismerését

© vali.sys

Megengedett részecskekoncentráció túllépése? A levegő relatív páratartalma meghaladja a határértéket? A túl magas hőmérséklet veszélyezteti egy hatóanyag stabilitását? Ezekben az esetekben és általában a tisztatérben jelentkező kritikus állapotok esetén a munkatársi csapat hasznot húzhat egy következetes digitális monitorozásból: azonnali riasztás, átfogó áttekintés a helyzetről, gyors reagálás és időben történő korrekció lehetősége. Azonban nem mindig könnyű a modern eljárásokat beépíteni egy gyógyszeripari vállalat már meglévő analóg struktúráiba. Mivel a tisztaterek minden tekintetben különösen érzékeny területeknek számítanak, akár a digitális monitorozásban is a vezetők közé tartozhatnak. Egy idei Cleanzone kiállítás meglátogatása kedden/szerdán, 2017. október 17-18., Frankfurt am Mainban, bemutatja a jövőbeli kilátásokat.

Számos területen a gyógyszeripari gyártásban és analitikában nyilvánvaló az előnye a gépek, mérőeszközök és dokumentációs rendszerek átfogó hálózatba kötésének. Az ismert „Ipar 4.0” jelszó értelmében a korszerű digitális megoldások megkönnyítik a hatékony irányítást, a tételnyomon követhetőséget és a lehetséges rendellenességek vagy hibák felismerését. Azonban nem minden, digitális értékeket kibocsátó rendszer működik teljes egészében digitálisan. Vannak részben digitalizált rendszerek, de fizikai alapfeltételek is, amelyek az analóg és digitális közötti átmenetet szükségessé teszik.

Például egy gyógyszerek steril gyártásának, steril csomagolásának vagy steril töltésének felügyelete során általában analóg adatok keletkeznek. A fő mérőérték a levegőben szálló részecskék száma egy előre meghatározott térfogatban. Ez ipari gyakorlatban GMP- (Jó Gyártási Gyakorlat) feltételek mellett történik a tisztatér zónákban A és B folyamatosan, míg a C zóna értékeit óránként, havonta mérik, a D zónában pedig naponta vagy évente. Mivel a részecskék potenciális kórokozó hordozók lehetnek, a részecskeszámláló által szolgáltatott adatok a mikrobiális terhelés kockázatbecslésében is szerepet kapnak.

Továbbá folyamatosan figyelik például a különböző tisztatérzónák közötti nyomáskülönbséget, valamint természetesen a tisztatér és a környező szennyezett terület közötti nyomást. Egy másik fontos mérőérték gyakran a relatív páratartalom lesz. Egy szabály szerint azokban a helyeken, ahol a gyógyszer vagy más termék több mint 24 órán át tartózkodik, mérni kell a hőmérsékletet is. Akár ellenállásméréssel, akár más módszerrel – az adatok elsődlegesen analógok.

Azonnal mérés után: az analóg átalakítása digitálissá

A hagyományos gyárakban ezeket az adatokat főként analóg kábeleken keresztül továbbítják. A digitális alternatíva azonban nyilvánvaló előnyöket kínál: míg egy analóg kábel csak egy jelet közvetít, egy digitális sokkal többet – ezért ma már olyan sok tévécsatornát lehet fogni, mint korábban csak kettőt vagy hármat. A mérőtechnikában ez az elv lehetővé teszi, hogy sok adatot gyűjtsenek be különböző helyeken, és egyetlen kábelen keresztül továbbítsanak a tisztatérből (pl. Modbus rendszerek). Egyidejűleg ellenőrizhető a készülékek megbízható működése is, például gyorsan felismerhető és cserélhető egy „gyengélkedő” mérőcellás rendszer.

A digitális átvitel segíti az eredmények megbízhatóságának értékelését is. Ahogy a régi tévéknél időnként zavart okozott a kép, általánosságban az analóg jeleket zavarhatják motorok, más hajtások vagy képernyők. Digitális átvitelnél vagy kiváló kép vagy tiszta jel érkezik, vagy egyáltalán nem – azaz zavar.

Ha az adatgyűjtés mindig analóg módon történik, az adatok tárolása és a időbeli folyamatok megjelenítése pedig mindig digitálisan, akkor nyilván felmerül a kérdés: hol érdemes az átalakítást végrehajtani? A lehetséges zavarok szempontjából a válasz: lehetőleg a mérőeszköz közelében. Korszerű mérőérzékelőknél már két milliméterre a szenzortól megtörténhet minden: a technikai A/D átalakítás, valamint a mérési érték számítása a kalibrációs adatok figyelembevételével.

Jövő: minden vezeték nélkül?

Ha komolyan vesszük az „Ipar 4.0” jelszót, akkor a jövőben nemcsak a digitális érték generálódhat közvetlenül a mérőérzékelőben. Emellett a különböző mérőhelyek vagy akár különböző mérőértékek (részecskeszám, hőmérséklet, páratartalom) közötti összefüggések is kimutathatók lesznek. Ehhez több eszköz kommunikálna egymással a tisztatérben, hogy már a határértékek túllépése előtt figyelmeztetést küldjön a központi irányításnak: „Figyelem, bár még minden a zöld zónában van, az összesített mérési adatok alakulása olyan irányba mutat, ami nem felel meg a normál működésnek.” Ez reális elképzelés?

„Már létezik lehetőség arra, hogy túl magas részecskekoncentráció esetén a vezérlés önállóan kikapcsolja a gépeket. A központ később értesül róla” – magyarázza Thomas Christen, a vali.sys műszaki igazgatója Wetzikonból. „Természetesen elképzelhető, hogy ahelyett, hogy egyetlen összehasonlítást végeznének, több mérési adatot egyesítenének. Ez a gyakorlatban még nem jellemző, de a jövő lehetőségeit hordozza magában.”

Fejlett koncepciók közé tartoznak azok a rendszerek is, amelyek mérőérzékelői vezeték nélkül küldik az adatokat a felhőbe. Innen az esetleges riasztások azonnal kiválthatók. Ez azt jelenti a felhasználónak: nincs szerver, nincs frissítés, bárhonnan elérhető – egy 100%-ban internetalapú rendszer. „Ezt a lehetőséget már kihasználja az élelmiszeripar vagy a klímavezérelt raktárak is” – mondja Philippe Tröscher, értékesítési mérnök a Novasina cégtől Lachenből. „A megoldás azoknak a vállalatoknak, amelyek szabályozói vagy más okok miatt óvatosabbak, vagy például nem akarnak lemondani a meglévő szerverstruktúrájukról: rendkívül moduláris rendszerek.„ A tisztatérben, mint saját, jól körülhatárolt „világban”, ez különösen vonzó lehetőség lehet.

Ezeket és sok más ötletet a kiállítás látogatói magukkal vihetik saját üzemükbe, és akár már másnap elkezdhetik megvalósítani azokat – akár egy új telepítéshez kapcsolódó kedvező koncepciók keretében, akár a meglévő gyógyszeripari tisztaterek digitális monitorozási megoldásainak fokozatos integrálásával.