Monitoraggio dell'ambiente di lavoro – Sicurezza per le massime esigenze

Abb1: Camera anecoica / Fig. 1: Camera anecoica

Fig. 2: Misurazioni di pressione, umidità e temperatura in ambienti sterili con il sistema di automazione JUMO mTRON T

Fig. 3: Trasduttore igrotermico capacitivo con sonde intercambiabili intelligenti

Ingegnere Dipl.-Ing. Christina Scheer

Rein e ambienti sterili sono necessari per procedure di produzione speciali – soprattutto in medicina e tecnologia farmaceutica – dove le particelle presenti nell'aria ambiente potrebbero disturbare. Altre applicazioni di camere bianche o tecnologia di camere bianche si trovano nella tecnologia dei semiconduttori, nell'ottica e nella tecnologia laser, nell'aerospaziale, nelle scienze della vita e nella ricerca medica e nel trattamento, nonché nella ricerca e produzione sterile di alimenti e medicinali e nella nanotecnologia.

In una camera bianca, la scelta degli strumenti di misura corretti è di fondamentale importanza per ottenere risultati ottimali. In genere, vengono monitorati e registrati il contenuto di particelle, la temperatura, l'umidità e la pressione. I parametri di misura sopra menzionati hanno un'influenza significativa sulla qualità e sulla produttività, pertanto sono indispensabili calibrazioni regolari con strumenti di misura basati su standard tracciabili. I produttori di prodotti farmaceutici di solito dispongono di un gran numero di camere bianche. Il controllo e la registrazione di temperatura, pressione e umidità sono soggetti alle rigide regole delle GMP (Good Manufacturing Practice).

Una gestione per tutto

Per controllare, regolare e documentare i valori di misura di temperatura, pressione, umidità e contenuto di particelle di una o più camere bianche, si propone il sistema di automazione JUMO mTRON T. I diversi moduli di ingresso e uscita del sistema consentono una configurazione flessibile e decentralizzata del sistema. Particolarmente significativi sono i moduli di ingresso analogici configurabili universali, ad esempio per segnali di resistenza o unitari come corrente o tensione. La PLC integrata Codesys V3, in combinazione con i moduli per il controllo, la acquisizione dei valori di misura e la registrazione dei dati, costituisce una combinazione ottimale per le più diverse applicazioni di camere bianche.

La rete e la comunicazione dei dati tra i singoli componenti avviene tramite EtherCAT, un bus di sistema rapido, basato su Ethernet, molto diffuso nella tecnologia di misura e automazione. Con il sistema JUMO mTRON T, è possibile gestire, controllare, regolare più camere bianche operative in modo indipendente e registrare i valori di processo per garantire la qualità. In passato, erano necessarie singole unità di controllo per questo scopo.

Il pannello multifunzione (HMI) include nove gruppi di registrazione, compresa la registrazione delle batch, che garantisce l'associazione dei dati di processo registrati. La documentazione dei valori di misura di processo è eseguita in modo manipolabile, cosa di grande importanza nelle camere bianche. Funzioni integrate particolari, come ad esempio una notifica via email in caso di allarme o un server web, rappresentano un'alternativa economica e sicura ai sistemi di visualizzazione complessi. Strumenti software PC adeguati per leggere e analizzare i dati registrati completano il sistema.

Con la configurazione modulare del sistema e l'SPS integrata, il sistema di automazione JUMO mTRON T può essere ottimizzato per applicazioni di controllo e regolazione di camere bianche. Poiché i compiti di regolazione vengono eseguiti in modo autonomo nei moduli di regolazione multi-canale, l'SPS è principalmente disponibile per compiti di controllo individuali. Con la flessibilità del sistema, l'SPS integrato Codesys occupa un ruolo chiave. I costruttori di impianti, ad esempio, hanno la possibilità di programmare funzioni adattate ai compiti esistenti e di visualizzare immagini di processo specifiche dell'utente nell'HMI. In questo modo, i produttori possono fornire ai clienti maschere di visualizzazione personalizzate per impostazioni di base, modalità automatica o manuale, immagini di impianto e persino maschere di configurazione. Attraverso una gestione utenti con fino a 50 utenti, è possibile assegnare diritti di accesso liberamente definiti. Ciò permette di evitare errori di utilizzo e garantisce un funzionamento sicuro dell'impianto.

Visualizzazione e registrazione per la massima sicurezza

Grazie al touchscreen TFT e alla funzione di registrazione integrata, è possibile visualizzare direttamente sull'impianto, oltre ai valori attuali, anche lo stato e le notifiche di allarme, nonché l'andamento delle tendenze. Ciò offre all'utente un'elevata trasparenza e la possibilità di ottimizzare o adattare direttamente i processi in corso. In questo modo, è possibile individuare anomalie fin dalle prime fasi e adottare le misure appropriate.

I dati registrati possono essere letti, archiviati ed analizzati tramite interfaccia o USB stick utilizzando i programmi software JUMO PCC e PCA3000. Questi programmi offrono anche funzioni come la stampa automatica dei dati di misura, ad esempio in formato PDF o CSV. Su richiesta, questi dati possono essere anche inviati direttamente via email.

Una documentazione ancora più completa è possibile con il software di visualizzazione JUMO SVS3000. Questo supporta la registrazione basata su batch inserendo i dati corrispondenti direttamente all'avvio del programma sulla relativa unità. Inoltre, tramite questo software, è possibile gestire tutte le unità collegate. Questi dati possono essere filtrati e letti in base a fattori come data e ora, nonché fino a tre informazioni di batch inserite. I rapporti generati possono essere stampati automaticamente al termine del batch o in qualsiasi momento manualmente, e/o esportati.

Risparmiare tempo e costi grazie a una misurazione perfetta di umidità e temperatura

Per evitare influenze esterne nella produzione di prodotti sensibili, sono necessari condizioni climatiche riproducibili all’interno della camera bianca. Con i sensori capacitivo di umidità e temperatura della serie 907027 di JUMO, ad esempio, è possibile determinare umidità e temperatura con un solo strumento. Questi dispositivi sono dotati di sonde intercambiabili intelligenti con dati di calibrazione memorizzati internamente e un protocollo di confronto. Ciò consente all'utente di sostituire il sensore in pochi secondi senza perdita di precisione.

Procedure di calibrazione ad alta precisione e tecnologia microprocessore all'avanguardia garantiscono un'elevata accuratezza di misura su tutto l'intervallo di temperatura. La stabilità a lungo termine eccellente si basa sull'uso di sensori di umidità di lunga durata e comprovata. Per applicazioni ad alta temperatura (fino a +80 °C) o in spazi ristretti, i sensori possono essere rimossi senza riaggiustare il dispositivo tramite un cavo di collegamento collegabile.

Come segnali di uscita sono disponibili le tensioni di uscita da 0 a 10 V o da 4 a 20 mA (a 2 fili), con la possibilità di adattare facilmente la scala di temperatura dal produttore alle esigenze dell'applicazione. Un display opzionale permette di visualizzare i valori attuali di rF e T.

Adattato al processo

Condizioni climatiche riproducibili o standardizzate possono essere garantite all’interno della camera bianca tramite la misurazione, il controllo e il monitoraggio di temperatura, umidità e pressione. L'uso del sistema di automazione offre vantaggi in termini di tempo e costi all'utente, poiché il sistema modulare lascia tutte le possibilità aperte.