HMI-platform voor industriële bediening en bewaking

IPC

Details: Gepubliceerd: 04.07.2022; Laatst bijgewerkt: 14.02.2023; Hits: 14862

Pepperl + Fuchs biedt een uitgebreide serie HMI Besturingssystemen voor machines en systemen in de procesautomatisering, waaronder HMI's voor SPS en DCS/MES. De industriële monitoren worden gebruikt in de chemische industrie, Pharma en cosmetica-industrie en olie- en gasindustrie. Op de Hannover Messe In 2022 heeft de automatiseringsspecialist het nieuwe, modulaire en zeer flexibele HMI-bedienstation VisunetFLX voor Atex / IECEx Zone 1/21 en Divisie 1.

inhoud

One fits all Visunet FLX-bedieningspaneel
- HMI met geïntegreerde pc of thin client voor PLC en DCS / MES
- Humane machine-interface voor Atex, IECEX Zone 2/22
HMI voor moderne medicijnproductie
Wat is een HMI?

One fits all Visunet FLX-bedieningspaneel

De apparaatserie Visunet is geschikt voor industrieel gebruik op machines en systemen in de procesindustrie tot aan Atex Ex zones. Voor gebruikers of operators is er beheersoftware voor netwerkgebaseerde configuratie, onderhoud, service en ondersteuning die het vraagstuk van maximale flexibiliteit in het veld aanpakt. Het nieuwe platform, dat is afgestemd op de behoeften van de (petro)chemische en farmaceutische industrie, maakt het dankzij de volledig modulaire opbouw mogelijk om HMI-oplossingen nauwkeurig te configureren.

HMI met geïntegreerde pc of thin client voor PLC en DCS / MES

04.07.2022 | Pepperl + Fuchs biedt de HMI-monitoren met geïntegreerde pc of Thin Client voor de verschillende automatisering Systemen SPS en DCS / MES. De moderne visualisatie van de processystemen is gebaseerd op twee technieken, afhankelijk van het gebruikte automatiseringssysteem:

Is dit een programmeerbaar geheugen? sturen (PLC), zijn monitoren met een geïntegreerde pc en een open besturingssysteem ideaal. Momenteel is dit voornamelijk Windows 10 Internet of Things (IoT). Hierop worden visualisatiepakketten geïnstalleerd, die via geïntegreerde digitale protocollen de data en actuele waarden uitwisselen en weergeven met de controller.

Met de pc-gebaseerde visualisatie van een besturingssysteem voor processen (DCS) of fabricage (MES) tegenwoordig worden HMI's met geïntegreerde thin clients en netwerkverbindingen gebruikt. Dit zijn de enigen die de virtualisatie van de procescomputerarchitectuur ondersteunen.

De Visunet HMI-componenten bevatten beide technologieën. Deze industriële monitoren zijn verkrijgbaar als: Atex Zone 1/21 en Zone 2/22 Uitvoeringen en voor het industriële niet-Ex productiegebied van de procesindustrie. Er zijn verschillende mechanische versies van de modulaire industriële monitoren voor de algemene chemische industrie Visunet GXP en IND, de farmaceutische en cosmetische industrie Visunet GMP en de olie- en gasindustrie voor buitengebruik (Visunet XT) met verschillende schermformaten.

Om dezelfde functionaliteit te hebben met op afstand bediende op afstand bediende schermen in de hele fabriek, zijn er ook kleine, industriële monitoren Box thin clients. Er kunnen maximaal vier digitale standaardmonitoren op worden aangesloten. De nieuwste HMI-generatie is de BTC14 met verschillende interface-opties. Het heeft vier DisplayPort-interfaces en twee netwerkinterfaces voor redundante verbindingen. De thin client-beheersoftware Visunet CC vult de Human Machine Interfaces-apparaatfamilie aan met een moderne tool voor netwerkgebaseerde inbedrijfstelling, bewaking, service en ondersteuning van alle Visunet-thin clients in het netwerk.

Humane machine-interface voor Atex, IECEX Zone 2/22

Met het nieuwe modulaire HMI-bedienstation VisunetFLX In het voorjaar van 2021 zal Pepperl + Fuchs een uitgebreide reeks systemen voor bediening en monitoring voor Atex / IECEx zone 2/22 presenteren. Wereldwijde certificering is aangevraagd voor Divisie 2. Ook niet-Ex-ruimtes zijn geschikt voor deze HMI's. De nieuwe HMI richt zich dus op de grootst mogelijke flexibiliteit in het veld.

De apparaten van de nieuwe Visunet FLX-serie zijn gebruikersspecifiek in drie Basisconfiguraties worden verkregen:

HMI-systeem: Complete HMI met diverse weergavemogelijkheden in full HD, gecombineerd met thin client of PC of direct monitor unit, inclusief behuizing van RVS in hygiënisch design. Gebruik als stand-alone installatie zoals op een standaard of draagarm
Panel PC: Display in verschillende formaten in full HD, gecombineerd met thin client of pc of direct monitor unit voor installatie op het bedieningspaneel
Box-pc: Stand-alone pc of thin client voor direct schakelkast Einbau

In combinatie met de vele gevraagde certificeringen zoals: Atex, IECEx, NEC500 de Visunet FLX is flexibel, schaalbaar en gebaseerd op een continu groeiend platform voor wereldwijd toepasbare HMI's. Het belang wordt nog vergroot door het uitgebreide partnernetwerk van Pepperl + Fuchs.

HMI voor moderne medicijnproductie

06.12.2016 | Een integraal onderdeel van de grotendeels geautomatiseerde productie van op chemicaliën gebaseerde medicijnen zijn Human Machine Interfaces (HMI), waarmee relevante gegevens langs het proces kunnen worden gevisualiseerd of processtappen handmatig kunnen worden gecontroleerd. Daar hier strikte farmaceutische voorschriften en explosiebeveiligingsrichtlijnen voldoen aan de meest geavanceerde productie die mogelijk is, moeten deze bedienings- en bewakingssystemen aan speciale eisen kunnen voldoen. De experts van Pepperl+Fuchs weten hoe het moet:

De geschiedenis van de geneeskunde is zo oud als de mensheid zelf.Wat in Europa vanaf de Middeleeuwen grotendeels bestond uit monastieke kruidengeneeskunde, vindt nu plaats in een zeer technisch proces in de 21e eeuw, dat vanwege zijn complexiteit een schat aan relevante gegevens met zich meebrengt - en deze hoeveelheid data blijft groeien: “Door Industrie 4.0 wordt het ook in de procestechnologie steeds belangrijker om decentrale toegang tot informatie en controlefuncties mogelijk te maken. Geneesmiddelenproductie is geen uitzondering. Hier worden steeds vaker multifunctionele systemen gebruikt die zijn ontworpen voor een zo efficiënt mogelijke productie van verschillende medicijnen”, legt de Business Development Manager uit. Stefan Sittel.

Grafische HMI-bedieningsterminals voor industriële automatisering

zijn collega dr Marc Seissler, Product Portfolio Manager, voegt toe: “Genetwerkte HMI-systemen zijn essentieel voor duurzame, economische productie in de farmaceutische industrie. Tegelijkertijd moeten ze echter ook voldoen aan de regelgeving voor de vervaardiging van medicijnen, de GMP-richtlijnen (Good Manufacturing Practices) en in sommige gevallen de richtlijnen voor explosiebeveiliging.”

Fijne chemicaliën voor de productie van geneesmiddelen

Als je medicijnen begeleidt op een voorbeeldige reis door hun productie, kom je op verschillende punten bedienings- en controlesystemen van Pepperl+Fuchs tegen die dit dilemma met succes oplossen. Het spectrum van gebruiksplaatsen begint bij de toeleveranciers uit de fijnchemiesector stroomopwaartse fase leveren de basismaterialen aan de farmaceutische fabrikanten voor de productie van geneesmiddelen. Om deze stoffen te verkrijgen moet elk detail, zoals de zuiverheid van de verschillende componenten, de bewaartemperatuur of de pH-waarde, kloppen. Dit is de enige manier om ervoor te zorgen dat de actieve ingrediënten zo worden gesynthetiseerd dat ze later het gewenste effect bereiken.

Hier is te vinden met de Visunet GXP de nieuwste ontwikkeling van het automatiseringsbedrijf - een op een thin client gebaseerde externe monitor die kan worden gebruikt om procesinformatie en besturingsfuncties weer te geven. Het is volledig afgestemd op de behoeften van fijnchemicaliën: zijn ontwerpeigenschappen maken het ongevoelig voor vloeistoffen, vuil, bacteriën of agressieve reinigingsprocessen, terwijl het extreem lichte en modulaire ontwerp een hoge flexibiliteit in het veld mogelijk maakt.

Speciale HMI / PLC-serie voor levensmiddelentechniek

Daarnaast is de Visunet GXP ook geschikt voor: gevaarlijke Gebiedendie in deze processtappen ontstaan door stof of reinigingsmiddelen en oplosmiddelen op alcoholbasis. Het geeft op betrouwbare wijze informatie weer van het besturingssysteem of MES die via Ethernet wordt verzonden tijdens batch- of doseerbesturing – rechtstreeks in Atex zones 1 en 21 of 2 en 22. “Of het nu is aangesloten op conventionele pc-werkstations en servers via de netwerkinfrastructuur of wordt gebruikt op toekomstgerichte, gevirtualiseerde pc's en servers, is niet relevant als het gaat om integratie in de automatiseringsarchitectuur. Onze nieuwe Visunet RM Shell 4.1-firmware ondersteunt de nieuwste externe services zoals Microsoft RDP 8.1 of Emerson's DRDC en dus beide benaderingen", legt Sittel uit.

Binnen- en buitenbestendige bedienings- en controlesystemen

De fabrikant heeft ook zijn andere zeer gespecialiseerde, Ethernet-compatibele besturings- en bewakingssystemen gecombineerd met de RM-schaal 4.1 gemonteerd. Zo kom je de productfamilie Visunet IND tegen in tankparken voor farmaceutische stoffen. In deze volgens Zone 2 of Klasse I, Div. Basischemicaliën die door de afdeling fijnchemicaliën worden aangeleverd, worden tijdelijk opgeslagen in twee potentieel explosieve buitenruimtes. Hier moet het vullen en ledigen van de tanks worden bewaakt en gecontroleerd. Daarnaast eisen weer en wind hun tol van de gebruikte apparatuur.

“De Visunet IND levert proceskritische informatie niveaus en temperaturen overzichtelijk op het display. Op deze manier ondersteunt het het bedienend personeel van het tankpark bij het nemen van beslissingen en zorgt het voor echte winst op het gebied van procesbetrouwbaarheid en beschikbaarheid. In combinatie met geïntegreerde identificatiesystemen uit ons portfolio kan het ook worden gebruikt om vrachtwagenchauffeurs die leveringen en laadopdrachten uitvoeren, betrouwbaar te identificeren", legt Sittel uit.

“Als buitenoplossingen hebben remote monitoren uit de Visunet IND-familie displays die geschikt zijn voor gebruik bij daglicht en ontworpen zijn om regenbestendig te zijn. Het temperatuurbereik waarin ze kunnen worden gebruikt varieert van winters -20° tot +50°C in de zomerzon", beschrijft Seißler de ontwerpeigenschappen en leidt naar het softwareniveau: "De Ethernet-verbinding van HMI's is vooral voordelig in buitenruimtes. Dankzij digitale mededeling Een constant hoge beeldkwaliteit kan worden gehandhaafd tussen de externe monitor en het hostsysteem zonder dat een vergelijkbare uitgebreide configuratie nodig is als bij analoge KVM-systemen die in het verleden gebruikelijk waren. Bovendien is het mogelijke transmissiebereik via de netwerkinfrastructuur niet beperkt zoals bij een KVM-systeem.”

Interactie tussen mens en machine

Tijdens de daaropvolgende batch-georiënteerde productie van de Intermediates, d.w.z. de tussenproducten die voor het eigenlijke medicijn worden gebruikt, zijn talrijke handmatige invoer in het systeem vereist. Besturings- en bewakingssystemen zijn daarom alomtegenwoordig. De Visunet GXP is ook geschikt voor deze scenario's: Naast een antibacterieel membraantoetsenbord met een capacitief touchpad of optische trackball, is hij uitgerust met een groot full HD multi-touchscreenpaneel, waardoor medewerkers het gemakkelijk kunnen bedienen, zelfs wanneer ze beschermende handschoenen.

Volgens Seißler laat dit zien hoe de interactie tussen mens en machine Industrie 4.0 Omgevingen kunnen er als volgt uitzien: “Met de GXP krijgt de gespecialiseerde staf een bedieningsstation dat volledig is afgestemd op de talrijke handmatige ingrepen in de life sciences sector. Omdat RM Shell 4.1 en de aanvullende beheertool Visunet Control Center de inbedrijfstelling, het beheer en de ondersteuning van deze werkstations extreem slank maken, is er een dubbele efficiëntiewinst.”

Dankzij dit controlecentrum kunnen productietechnici zelfs op afstand verbinding maken met elke Visunet Remote Monitor en zo de fabrieksoperator ondersteunen - zonder zelfs maar de gevoelige productiegebieden te hoeven betreden. Hierdoor kunnen de monitoren Sneller en efficiënter instellen en bewaken dan ooit.

"De commissioning engineer schakelt in door sessie schaduwen op een externe monitor in de cleanroom, maakt er een nieuw profiel op en verzendt dit naar een willekeurig aantal andere monitoren via het Ethernet-netwerk", geeft Seißler als voorbeeld en vervolgt: "Bovendien kunnen dankzij het Visunet Control Center elke fouten of fouten in de aansluiting van externe monitoren op hun hostcomputer kunnen onmiddellijk worden herkend. Een procesengineer ondersteunt de medewerker vervolgens op afstand ter plaatse of neemt desgewenst zelf de regie over via een wachtwoordbeveiligde toegang.”

Thuis in cleanroom en GMP richtlijnen

Als je het farmaceutische proces volgt tot aan de productie van de werkzame stof, de zgn Actief farmaceutisch ingrediënt (API), neemt de frequentie van gevaarlijke gebieden af terwijl de voorzichtigheid over besmetting toeneemt. Deze voorzichtigheid is terecht, omdat restanten van een eerder productieproces, vuil aan schoenen of gewoon een mensenhaar in het ergste geval een hele batch onbruikbaar kunnen maken.

In dergelijke omgevingen wordt vaak verwezen naar farmaceutische cleanrooms: GMP-beleid omvatten, zijn daarom vereist voor de interactie met de bedieningsstations van het proces- of productiebesturingssysteem die speciaal zijn ontworpen voor een goede reinigbaarheid en chemische en mechanische robuustheid.

Met de Visunet GMP biedt Pepperl+Fuchs een productfamilie die precies voor deze bedrijfsomstandigheden is ontwikkeld. “Eenvoudige reinigbaarheid, chemische bestendigheid en a antibacterieel toetsenbord maken van de Visunet GMP een specialist voor cleanroom-omgevingen bij het vervaardigen van de API's.

Om aan de verschillende voorwaarden van onze klanten te voldoen, is het verkrijgbaar in: twee basisontwerpen: als remote monitor uitgerust met RM Shell 4.1 in een slanke roestvrijstalen behuizing met een statief of muurbeugel, of als paneelmontageversie voor installatie in farmaceutische wanden of machinebedieningspanelen”, licht Sittel de toevoeging aan de Visunet GXP toe, die is ook geschikt voor cleanrooms. Hij voegt eraan toe: "Mocht er in speciale gevallen sprake zijn van een potentieel explosieve atmosfeer, dan is de Visunet GMP ook verkrijgbaar in een versie met certificering voor zones 2 en 22."

De HMI-oplossing in de doos

Maar ook in de niet-geclassificeerde productiegebieden en aan de periferie van de productie van actieve ingrediënten, bijvoorbeeld in de controlerende laboratoriaVolgens Sittel is er veel vraag naar informatie: "Iedereen die op zoek is naar een slanke industriële oplossing voor computerwerkplekken in productie- of laboratoriumruimtes doet er goed aan om onze Industrial Box Thin Client 'BTC' te gebruiken."

Een blik op de handige BTC ondersteunt zijn aanbeveling: omgeven door een metalen behuizing, combineert het de voordelen van een smalle voetafdruk zonder ventilatoren of harde schijven met uitzonderlijke robuustheid tegen omgevingstemperaturen tot +60 °C.

Dat de Beschermingsgraad IP41 overeenkomstige behuizing beschermt ook de interne werking tegen stof. “De BTC kan worden gebruikt als een conventionele desktopoplossing of wordt bevestigd aan een montagewand in een behuizing. Zonder dat er veel inbouwruimte nodig is, kan een apparaat bijvoorbeeld in de lade van een werkstation worden gemonteerd en vervolgens procesrelevante informatie visualiseren op vier schermen in het laboratorium. Informatie in een industriële omgeving kan bijna niet kosten- en ruimtebesparender beschikbaar worden gesteld”, legt Sittel uit.

Net als de Visunet Remote Monitors is de BTC ook compatibel met de voorgeïnstalleerde RM Shell 4.1 uitgerust, waardoor het snel en eenvoudig op te zetten is. Gebruikers die de voorkeur geven aan andere beheersoftware voor thin clients kunnen nog steeds vertrouwen op de BTC: "Voor de grootst mogelijke flexibiliteit bieden we de BTC ook aan als een optie die compatibel is met de 'ACP Thinmanager', die vooral wordt gebruikt in grote Amerikaanse farmaceutische fabrieken ”, benadrukt Sittel Klantgerichtheid bij de ontwikkeling van de BTC.

Stroomafwaarts naar het voltooide medicijn

Deze focus op de klant speelt ook in de laatste processtappen in de farmaceutische industrie: als de productie van de werkzame stof eenmaal is voltooid, is deze nog niet geschikt voor toediening aan de patiënt. “Hier in het downstream-gebied vinden verdere fysieke processtappen plaats, waarvoor zeer gespecialiseerde machines van OEM bedrijf: worden gebruikt”, zegt Sittel, die de verbindingen beschrijft. Zo levert de automatiseringsspecialist Visunet-oplossingen in roestvrijstalen behuizingen, installeerbare paneelmontage remote monitoren voor DCS/MES-bediening of panel-pc's voor de PLC-aansluiting voor de machines en systemen van deze OEM-leveranciers.

Deze visualisatiesystemen en bedieningspanelen, die vaak gebaseerd zijn op de GMP-productfamilie, zijn vereist om informatie weer te geven en recepten te regelen in de daaropvolgende complexe processtappen. In deze fasen worden de dragers verwijderd door middel van centrifugeren, chromatografie en drogen en wordt de werkzame stof verder verwerkt – bijvoorbeeld door deze te malen, op te lossen in vloeistof of door granulatie en de zogenaamde “coating” op de dragers aan te brengen. Hier krijgt het geportioneerde medicijn zijn vertrouwde vorm van tablet, zalf of oplossing voordat het wordt verpakt in blisters, tubes, ampullen, spuiten of zakken die klaar zijn voor verzending.

Individueel aanpasbaar aan toepassingen

Of de farmaceutische fabrikant Pepperl+Fuchs nu zelf, zijn integrator of een machine- en installatiefabrikant opdracht geeft - het is van cruciaal belang dat niet alleen componenten, maar complete GMP-compatibele, functionele systemen zijn nodig. Er is vraag naar specialisten die net zoveel praktijkervaring hebben als adviesvaardigheden en technische knowhow.

Sittel noemt een voorbeeld: “Met toenemende papierloze farmaceutische productie we ervaren ter plaatse dat onze klanten steeds vaker zowel MES- als DCS-functionaliteiten op monitoren in het veld moeten tonen. Enerzijds kan dit worden opgelost met behulp van een HMI-oplossing met een dubbel display – die onze Visunet GMP aanbiedt in een duplexversie. Tegelijkertijd hebben we deze eis ook met onze software-experts besproken. Vervolgens hebben ze RM Shell zo doorontwikkeld dat onze klanten nu snel kunnen schakelen tussen DCS en MES op slechts één monitor.”

Marc Seissler vat samen: “Net als in de apotheek zelf, is er geen universeel wondermiddel voor bedienings- en controlesystemen. De HMI-systemen van Pepperl+Fuchs kunnen zeer uitgebreid worden aangepast aan individuele toepassingsvereisten. Met de Visunet-productfamilies, de BTC, de RM Shell 4.1 en het Visunet Control Center, moderne, genetwerkte farmaceutische productie realiseren."

Algemene technische kennis

Wat is een HMI?

Een HMI is de term die in de industrie veel wordt gebruikt in de Engelse afkorting voor Human Machine Interface. Het wordt onder andere gebruikt om machines en systemen in de industrie of apparaten te bedienen en elektronica in automobiel en life science gebied. Met de HMI kan de operator communiceren met zijn tegenhanger en indien nodig ingrijpen in het proces. Ook kan de gebruiker de status van een machine of installatie monitoren en, indien nodig, het lopende proces optimaliseren. De HMI bestaat uit de vier componenten mens, display, invoerveld en machine.