Voordelen van digitale sensoren in een milieubewakingssysteem

James Pickering, Directeur van Milieumonitoringsystemen bij ROTRONIC

Omgevingsparameters zijn van cruciaal belang voor de productkwaliteit en worden daarom in veel sectoren gecontroleerd en bewaakt. Wanneer bepaalde gevoelige producten worden blootgesteld aan onjuiste temperaturen of relatieve luchtvochtigheid, is de kwaliteit niet langer gegarandeerd.

Waarom is milieumonitoring zo belangrijk in de farmaceutische industrie?

Omgevingsparameters zijn essentieel voor de productkwaliteit en worden daarom in de farmaceutische industrie gecontroleerd en bewaakt. Wanneer bepaalde producten worden blootgesteld aan onjuiste temperaturen of relatieve luchtvochtigheid, kan de productkwaliteit niet langer worden gegarandeerd. In de farmaceutische, cosmetische en voedingsmiddelenindustrie is dit nog belangrijker, omdat het welzijn van de consument kan worden bedreigd door milieueffecten op de producten/ingrediënten, zoals ontleding, verminderde werking/smaak en bederf.

In de farmaceutische industrie zijn er voorschriften ter bescherming van patiënten en voor het leveren van kwaliteitsgegarandeerde, veilige en effectieve producten. De temperatuurbereik wordt samen met andere parameters vastgesteld om de productkwaliteit te waarborgen tijdens de risicoanalyse van het product.

Bij het plannen van een faciliteit is het gebouwbeheersysteem (BMS) een essentieel onderdeel van de planning. Het BMS regelt met behulp van sensoren, die overal in de installatie zijn geplaatst, veel diensten binnen het gebouw, inclusief verwarming, ventilatie en airconditioning (HVAC). Om te garanderen dat het BMS het HVAC-systeem correct aanstuurt, kan een milieumonitoringsysteem (EMS) worden geïnstalleerd. Het EMS bewaakt alle kritische controleparameters die tijdens de risicobeoordeling van het product op kritieke punten zijn vastgesteld en die tijdens de kwalificatie van de installatie zijn bepaald.

De GxP-kwaliteitsrichtlijnen, ontwikkeld door toezichthouders, moeten de productkwaliteit gedurende de gehele levenscyclus van het product waarborgen.

De GxP-richtlijnen stellen dat het gebruikte gebied gekwalificeerd moet zijn, dat de temperatuur bewaakt moet worden en dat de bewakingsapparatuur volgens de richtlijnen gekalibreerd moet worden.

– Gekwalificeerd: Het gebied wordt gekwalificeerd door aan te tonen dat het voldoet aan de eisen voor het beoogde gebruik.
– Bewaking: De kritische controleparameters (zoals temperatuur) worden gemeten en opgeslagen voor later gebruik (soms tot 18 jaar of langer).
– Gekalibreerd: De gebruikte bewakingsapparaten geven de juiste waarden aan. De apparaten worden regelmatig gekalibreerd om te garanderen dat de metingen altijd de juiste waarden weergeven.

De voorschriften specificeren niet hoe aan deze eisen moet worden voldaan. Daarom kan de gebruiker zelf bepalen hoe hij de gebieden kwalificeert, hoe hij de bewaking uitvoert en hoe vaak hij de apparaten kalibreert.

Wat is een digitale sensor?

Een digitale sensor is een meetinstrument dat een digitaal signaal uitzendt. Het grootste voordeel van een digitale sensor in vergelijking met een analoge sensor zijn de verzonden gegevens. Terwijl een analoge sensor slechts een mA- of spanningswaarde uitzendt (die wordt omgezet in een meetwaarde), kan een digitale sensor veel meer gegevens verzenden, zoals:

– Meetwaarde(n),
– Serienummer van het apparaat,
– Apparaatstatus,
– Kalibratiegegevens,
– Afstelmaten...

De digitale sensoren van Rotronic beschikken allemaal over een ingebouwde geheugen en kunnen door de gebruiker worden gekalibreerd/afgesteld.

Wat zijn de belangrijkste voordelen van het gebruik van digitale sensoren in een EMS?

De digitale sensoren van Rotronic communiceren met dataloggers (bekabeld of draadloos), en de volledige communicatie met de server en database verloopt digitaal, waardoor er geen nauwkeurigheidsverlies optreedt bij de gegevensoverdracht. Dit betekent dat, in tegenstelling tot analoge sensoren, geen luscontrole nodig is tijdens de installatie en kwalificatie/validatie van het apparaat.

Een groot voordeel van het gebruik van digitale sensoren in een EMS is de mogelijkheid om de extra gegevens te benutten en de uitvaltijden te verminderen, vooral tijdens de kalibratiefase of tijdens servicebeurten.

Bij analoge sensoren kan kalibratie worden uitgevoerd in een kalibratielaboratorium (intern of extern) of ter plaatse, indien de toepassing dit toestaat. Als de kalibratie ter plaatse wordt uitgevoerd, wordt ook de luscontrole tegelijkertijd gedaan. Voor kalibratie in een laboratorium moet het apparaat worden verwijderd (wat leidt tot een systeemstilstand). Met de digitale Rotronic-sensoren kan een eenvoudige hot-swap worden uitgevoerd, die geen uitvaltijd veroorzaakt:

– Handmatig losdraaien van de bestaande sensor.
– Handmatig aansluiten van een "nieuwe" vooraf gekalibreerde sensor.

De bestaande sensor kan vervolgens in een laboratorium worden gekalibreerd en weer op zijn oorspronkelijke plaats worden geïnstalleerd of op een andere locatie in de installatie worden gebruikt. Een ander voordeel is dat RMS dankzij het digitale systeem en de eisen van FDA CFR 21 Part 11/EU Annex 11 automatisch aangeeft dat een sensor is vervangen, inclusief de audit trail met tijd en datum, het serienummer van de sensor vóór de vervanging en het serienummer van de sensor na de vervanging.

RMS biedt een kalibratie-/afstelmogelijkheid met het opstellen van kalibratiecertificaten.

Welke parameters kan Rotronic meten met digitale sondes?

Rotronic biedt momenteel de volgende digitale sensoren aan:

– Temperatuur,
– Temperatuur en relatieve vochtigheid/dauwpunt,
– Differentiële druk,
– Kooldioxide.

Welk digitaal communicatieprotocol wordt gebruikt?

De digitale sensoren van Rotronic communiceren via MODBUS via UART.

– Met de AC3001: Een gebruiker kan communiceren met de digitale sonde via de RMS-CONFIG-software (sensorconfiguratie en kalibratie/afstelling).
– Met de E2-05XX-MOD: Een gebruiker kan communiceren met de digitale sonde via MODBUS via RS485.
– Met de RMS-LOG-L of RMS-LOG-L-D: Een gebruiker kan communiceren met de sonde via MODBUS TCP of het systeem stuurt gegevens rechtstreeks naar RMS via een HTTP-protocol.
– Met de RMS-LOG-868/915: Het systeem stuurt gegevens via een draadloze 868- of 915-MHz-frequentie naar een LAN-ontvanger, die de gegevens op zijn beurt via een HTTP-protocol rechtstreeks naar RMS doorgeeft.

Hoe faciliteert RMS de integratie van derdenapparaten?

Rotronic biedt enkele milieuparameters aan. In de farmaceutische industrie moeten echter ook andere parameters worden bewaakt. Een andere parameter die ook in cleanrooms wordt gemeten, is de deeltjesmonitoring. Rotronic heeft een tool ontwikkeld, de RMS-CONVERTER-100, om apparaten van derden te importeren via hun MODBUS TCP-communicatieschnittstelle.

Wat is het PST-calibratieportfolio?

Michell Instruments en Rotronic, beide onderdeel van de Process Sensing Technology (PST)-groep en marktleiders op het gebied van vocht- en sporenvochtmeting, bieden een uitgebreid assortiment aan temperatuur- en vochtcalibratieapparatuur en -systemen.

Daartoe behoren draagbare vochtgeneratoren voor eenvoudige controle van relatieve vochtigheid en temperatuursensoren, drukpende droogkasten en lage-dauwpuntgeneratoren voor de kalibratie van sporenvocht-sensoren en -instrumenten. We bouwen niet alleen op maat gemaakte vocht- en dauwpuntkalibratiesystemen, maar bieden ook geaccrediteerde kalibraties volgens ISO/IEC 17025 voor relatieve vochtigheid en temperatuur aan op zes locaties wereldwijd.