Modułowe rozwiązania dla zakładów produkcyjnych skracają czas wprowadzenia produktu na rynek w branży farmaceutycznej

Już przed pandemią COVID-19 firmy z branży farmaceutycznej i biotechnologicznej stanęły przed wyzwaniem jak najszybszego opracowania, zatwierdzenia i produkcji substancji czynnych na dużą skalę. Szybkość ma kluczowe znaczenie, ponieważ ochrona patentowa leku wygasa po 20 latach. Przychody z produktów opartych na patencie trwają jednak tylko przez część tego czasu, ponieważ przejście od przyznania patentu do wprowadzenia produktu na rynek zajmuje zazwyczaj kilka lat. Dlatego ważne jest, aby produkty były dostępne na rynku jak najszybciej po zatwierdzeniu leku. Cały proces od opracowania do wprowadzenia produktu do aptek trwa zazwyczaj około dwunastu lat. Firmy muszą rozpocząć budowę mocy produkcyjnych jeszcze przed uzyskaniem ostatecznego zezwolenia na wprowadzenie leku do obrotu. Jeśli zezwolenie nie zostanie udzielone, firma po prostu zostanie z zakładami produkcyjnymi i będzie musiała je przebudować, co wiąże się z kosztami rzędu milionów euro.  

Jednak częściej zdarza się, że zakłady nie są w stanie rozpocząć produkcji bezpośrednio po zatwierdzeniu dotacji z powodu opóźnień w budowie linii produkcyjnej. W rezultacie prace nad lekiem się przedłużają, co wiąże się z ogromnymi kosztami. Osoby zajmujące się integracją i budową zakładu mają nadzieję znaleźć wyjście z tego dylematu — lub przynajmniej osiągnąć mniej dotkliwy wynik — poprzez szybkie zwiększenie mocy produkcyjnych. Unikalna konstrukcja większości zakładów powoduje również nadmiernie długi czas prac inżynieryjnych, uruchomienia i testów.  

Standaryzacja skraca czas- na rynku

Modułowe koncepcje zakładów mają na celu przyspieszenie i usprawnienie planowania tych faz projektu. Wiele elementów instalacji lub maszyn w przemyśle biofarmaceutycznym można w zasadzie ujednolicić — od bioreaktorów upstream i jednostek filtracyjnych po etapu pośredniego wirówki, urządzenia do mikrofiltracji i ultrafiltracji, aż po procesy końcowe. Dzięki połączeniu wszystkich tych urządzeń, takich jak bloki ze standardowymi interfejsami, w kompletny system, można znacznie skrócić czas projektowania, rzeczywistej produkcji i uruchomienia. 

Różne protokoły sieciowe klientów końcowych często stanowią barierę dla standaryzacji i modularyzacji. Zazwyczaj wymagają one użycia różnych komponentów we/wy, siłowników i czujników, co z kolei zwiększa wydatki na inżynierię, e-planowanie i, ostatecznie, na magazynowanie.  

Dzięki wieloprotokołowym modułom we/wy i sterującym Ethernet firma TURCK oferuje wydajne rozwiązania bez konieczności interwencji użytkownika w Profinet, EtherNet/IP lub Modbus TCP. Urządzenia same rozpoznają, który protokół jest używany w sieci i dostosowują się do niego. Producent maszyn może zatem zainstalować urządzenia tego standardu niezależnie od sieci klienta końcowego.  

Testy offline skracają czas uruchomienia

Producenci maszyn osiągają dalsze przyspieszenie dzięki testowaniu modułów maszyn oraz płozy, które znajdują się już we własnym obszarze produkcyjnym. Dzięki zintegrowanym funkcjom sterowania modułów TBEN-I/O testy odbiorcze w fabryce (FAT) można przeprowadzać nawet w trybie offline, bez podłączania do modułów sterujących systemu niższego szczebla. Dzięki zintegrowanemu oprogramowaniu logicznym ARGEE komponenty we/wy firmy TURCK umożliwiają symulację rzeczywistych operacji poprzez emulację wejść maszyn podłączonych. Jeśli moduły we/wy z ARGEE nie są realną opcją, firma TURCK oferuje kompletny system sterowania programowalny za pomocą CODESYS 3, który zawiera sterownik TBEN-PLC o stopniu ochrony IP67 i obsługuje trzy protokoły w standardach wieloprotokołowych.

Komponenty IP67 i szybkozłącza obniżają koszty okablowania

Wysoki stopień ochrony zapewniany przez rodzinę produktów TBEN przyspiesza również uruchomienie instalacji. Dzięki stopniowi ochrony IP67 można zminimalizować konstrukcję i okablowanie dużych szaf sterowniczych. W połączeniu z szybkozłączami na miejscu montażu wystarczy podłączyć jedynie przyłącza procesowe, zasilanie oraz kable sieciowe. Realistycznie rzecz biorąc, nie wszystkie komponenty są zawsze dostępne w wersji o stopniu ochrony IP67, ale konstrukcja szafy sterowniczej jest znacznie zminimalizowana lub może być w dużej mierze wstępnie zmontowana. Dzięki nowym zasilaczom PSU67 firmy TURCK o stopniu ochrony IP67 szafy sterownicze nie są już potrzebne do zapewnienia zasilania.

Wieloprotokołowe systemy we/wy dla wszystkich stref, stopni ochrony i poziomów dostępności

Seria urządzeń wieloprotokołowych firmy TURCK rozrastała się na przestrzeni lat. Na przykład klienci, którzy oczekują elastyczności systemu modułowego, znajdą rozwiązania systemowe do montażu w szafach sterowniczych lub bezpośrednio w terenie w postaci modeli BL20 i BL67. Jeśli wymagane są bloki we/wy, firma TURCK oferuje urządzenia do montażu bez szafy sterowniczej bezpośrednio na maszynie z rodziny TBEN lub bloki we/wy do montażu w obudowach ochronnych z serii FEN20.  

Jeśli aplikacja w strefach zagrożonych wymaga maksymalnej dostępności i opcji konfiguracyjnych podczas pracy, użytkownicy mogą wybrać system z excomserii produktów, która obsługuje również trzy sieci wieloprotokołowe z najnowszymi bramami Ethernet; zarówno jako system do instalacji w strefie 2, jak i jako seria N do instalacji w obszarze bezpiecznym.

Modbus TCP jako równoległy kanał transmisji danych diagnostycznych

Oprócz zmniejszonej liczby wariantów oraz uproszczonej standaryzacji i modularyzacji, wieloprotokołowość tych urządzeń zapewnia dodatkowe korzyści: urządzenia te mogą być wykorzystywane do równoległego dostępu do danych, obok komunikacji Ethernet, za pośrednictwem protokołów Profinet lub Ethernet/IP z wykorzystaniem Modbus TCP. Za pośrednictwem tego kanału dane użytkowe i analityczne można w prosty sposób przekierować do zewnętrznych systemów informatycznych i analizować je niezależnie od pracy zakładu w celach diagnostycznych i monitorujących.

IO-Link i RFID do automatycznej identyfikacji palet

Szczególnie w przypadku urządzeń mobilnych, które są wykorzystywane w różnych punktach systemu zakładu, a także zazwyczaj muszą spełniać wytyczne certyfikacyjne lub przepisy prawne, zaleca się dokumentowanie, kiedy i gdzie były one używane. IO-Link lub RFID umożliwiają prostą, ale niezawodną, zabezpieczoną przed manipulacją identyfikację i dokumentację wykorzystania modułów maszyn. Jeśli moduły i tak wykorzystują komponenty IO-Link, całą maszynę można zidentyfikować za pomocą tagu dostosowanego do konkretnego zastosowania dla tych komponentów. IO-Link może być również wykorzystywany do przesyłania danych diagnostycznych na potrzeby konserwacji predykcyjnej. Wiele komponentów oferuje tę opcję już fabrycznie, bez konieczności skomplikowanego programowania. Wzrost temperatury urządzenia lub spadek siły sygnału wskazują na przedwczesne zużycie, zanieczyszczenie lub inne problemy. Jeśli nie są używane komponenty IO-Link, do identyfikacji modułów na podstawie ich identyfikatora UID można wykorzystać tagi RFID. UID to unikalny, jednorazowy numer identyfikacyjny tagu, którego nie można zmienić po wyprodukowaniu. W zakresie identyfikacji w obszarach chronionych przed wybuchem firma TURCK jest jedynym producentem na rynku, który oferuje urządzenia RFID do odczytu i zapisu o klasie ochrony Ex-e, które mogą być stosowane bezpośrednio w strefie Ex 1/21 bez obudowy ochronnej.

Modbus TCP jako równoległy kanał transmisji danych diagnostycznych

Oprócz zmniejszonej liczby wariantów oraz uproszczonej standaryzacji i modularyzacji, wieloprotokołowość tych urządzeń zapewnia dodatkowe korzyści: urządzenia te mogą być również wykorzystywane do równoległego dostępu do danych, obok komunikacji Ethernet, za pośrednictwem protokołów Profinet lub Ethernet/IP z wykorzystaniem Modbus TCP. Za pośrednictwem tego kanału dane użytkowe i analityczne można w prosty sposób przekierować do zewnętrznych systemów informatycznych i analizować je niezależnie od pracy zakładu w celach diagnostycznych i monitorujących.

IO-Link i RFID do automatycznej identyfikacji palet

Szczególnie w przypadku urządzeń mobilnych, które są wykorzystywane w różnych punktach systemu zakładowego, a także zazwyczaj muszą spełniać wytyczne certyfikacyjne lub przepisy prawne, zaleca się dokumentowanie, kiedy i gdzie były one używane. IO-Link lub RFID umożliwiają prostą, ale niezawodną, zabezpieczoną przed manipulacją identyfikację i dokumentację wykorzystania modułów maszynowych. Jeśli moduły i tak wykorzystują komponenty IO-Link, całą maszynę można zidentyfikować za pomocą tagu dostosowanego do konkretnego zastosowania dla tych komponentów. IO-Link może być również wykorzystywany do przesyłania danych diagnostycznych na potrzeby konserwacji predykcyjnej. Wiele komponentów oferuje tę opcję już fabrycznie, bez konieczności skomplikowanego programowania. Wzrost temperatury urządzenia lub spadek siły sygnału wskazują na przedwczesne zużycie, zanieczyszczenie lub inne problemy. Jeśli nie są używane komponenty IO-Link, do identyfikacji modułów na podstawie ich identyfikatora UID można wykorzystać tagi RFID. UID to unikalny, jednorazowy numer identyfikacyjny tagu, którego nie można zmienić po wyprodukowaniu. Do identyfikacji w obszarach chronionych przed wybuchem firma TURCK jest jedynym producentem na rynku, który oferuje urządzenia RFID do odczytu i zapisu o klasie ochrony Ex-e, które mogą być używane bezpośrednio w strefie Ex 1/21 bez obudowy ochronnej.