Technologia RFID zapewnia bezpieczeństwo połączeń węży w strefie ATEX 2

B. Braun Medical AG jest spółką zależną niemieckiej grupy B. Braun, jednego z wiodących producentów i dostawców produktów z zakresu technologii medycznej. Grupa B. Braun zatrudnia około 65 000 osób w 64 krajach, z czego ponad 1000 w Szwajcarii. Dzięki działaniom w zakresie rozwoju, produkcji i dystrybucji firmy te zapewniają zaopatrzenie rynku opieki zdrowotnej w produkty wysokiej jakości.

Zakład produkcyjny firmy B. Braun Medical AG w Sempach, w szwajcarskim kantonie Lucerna, specjalizuje się w produkcji środków dezynfekujących, produktów higienicznych oraz leków stosowanych w leczeniu przewlekłych ran. Odbywają się tu złożone procesy mieszania i napełniania, w ramach których różne surowce chemiczne są mieszane w zbiornikach, a następnie rozlewane. Ze względu na gwałtowny wzrost popytu firma jest w trakcie podwajania swoich mocy produkcyjnych.

Identyfikacja zapewnia bezpieczeństwo

Główny proces w nowych zakładach polega zasadniczo na dostarczaniu różnych surowców chemicznych z pojemników wagowych do zbiorników mieszających oraz na przekazywaniu gotowych produktów na linię rozlewniczą. Punktami węzłowymi w systemie są dwie stacje węży, z których jedna znajduje się przy stacji załadunkowej, a druga przy połączeniu z linią rozlewniczą. W trakcie procesu węże muszą być przemieszczane trzy do czterech razy na partię. Aby uniknąć pomyłek o katastrofalnych skutkach, stacje węży są zintegrowane z systemem RFID, który steruje całym zakładem. Przy każdym połączeniu musi nastąpić interakcja między tagiem RFID po stronie węża a czytnikiem/zapisywarką RFID. Przejście otwiera się tylko wtedy, gdy system zidentyfikował właściwy nośnik.

Koło sprzęgające z funkcją komunikacji

Na rynku dostępnych jest wiele złączy do węży z wbudowanymi nośnikami kodów RFID. Jednak w tym przypadku standardowe rozwiązanie nie wchodziło w grę ze względu na ograniczoną przestrzeń i ciężkie węże – było to duże wyzwanie dla wynalazców spośród specjalistów RFID z firmy Bachofen AG, krajowego partnera handlowego TURCK w Szwajcarii. Ich wizja: złącze węża z kołem łączącym, w którym odlane są tagi RFID.

We współpracy z firmami MannTek i Schudel AG, specjalizującymi się w technologii złączy i systemach węży, firma Bachofen zrealizowała ten niekonwencjonalny pomysł i opracowała prototyp, który całkowicie przekonał firmę B. Braun Medical. „Specjaliści z firmy Bachofen zaangażowali się w to zadanie i nie poddali się, dopóki nie powstało rozwiązanie, na które mogliśmy bez zastrzeżeń wyrazić zgodę” – wyjaśnia Thomas Mühlebach, kierownik ds. konserwacji i technologii w oddziale w Sempach.

Wersja z obrotowym kołem zawiera trzy tagi RFID rozmieszczone w odstępach co 120°, których sygnały błyskawicznie identyfikują połączenie po wkręceniu i umożliwiają przepływ, jeśli wynik jest pozytywny. Aby zintegrować i sterować rozwiązaniem sprzęgającym, firma Bachofen wykorzystała system RFID BL ident firmy TURCK wraz z modułami blokowymi TBEN I/O o stopniu ochrony IP67/IP69K. Są one również dopuszczone do stosowania w strefie ATEX 2 ze specjalnymi obudowami ochronnymi, co rzadko ma miejsce w przypadku modułów Ethernet I/O. Zastosowane głowice odczytowo-zapisowe mogą być również używane w strefie 2, a model TN-R42TC-EX może być stosowany nawet w strefie 1. Moduły TBEN, dzięki obsłudze wielu protokołów, można zintegrować z dowolną przemysłową siecią Ethernet obsługującą Profinet, EtherNet/IP lub Modbus TCP. Firma B. Braun Medical wykorzystuje OPC UA do komunikacji z nadrzędnym systemem produkcyjnym.

Precyzja i łatwość obsługi

Nowy system charakteryzuje się niezwykłą precyzją: trzy tagi RFID w każdym kole sprzęgającym zapewniają szybki i niezawodny odczyt. Tagi zastosowane w modelu IN TAG 200 zostały specjalnie zaprojektowane do użytku w obszarach zagrożonych wybuchem. Głowica odczytowo-zapisowa TN-EM30WD-H1147-EX posiada również certyfikat dopuszczający ją do stosowania w obszarach zagrożonych wybuchem do strefy 2. Jej obudowa wykonana ze stali nierdzewnej i polimeru ciekłokrystalicznego spełnia wymagania stopnia ochrony IP69K i wytrzymuje nawet najtrudniejsze procesy czyszczenia.

Złącza węży i weryfikacja RFID

Po podłączeniu węża głowica odczytowo-zapisowa odczytuje informacje z tagów RFID umieszczonych w kole łączącym. Dane zebrane w ten sposób są natychmiast porównywane z informacjami dotyczącymi zbiornika. Dzięki temu zapewnione jest, że ze sobą łączone są wyłącznie prawidłowo zidentyfikowane elementy. W przypadku wykrycia nieprawidłowego połączenia system blokuje przepływ. Ten zautomatyzowany proces weryfikacji ma kilka zalet: z jednej strony zwiększa bezpieczeństwo, a z drugiej poprawia wydajność, ponieważ proces weryfikacji przebiega szybko i niezawodnie, bez konieczności ręcznych kontroli.

Zoptymalizowana niezawodność produkcji i powtarzalna jakość

Ponadto moduł umożliwia zapisywanie na tagach RFID konkretnych danych dotyczących przeprowadzonych procesów i materiałów. Rejestrowanie tych danych nie tylko wspiera identyfikowalność w ramach kontroli jakości, ale także usprawnia dokumentację i zgodność procesów produkcyjnych z przepisami. Na przykład na tagu RFID można zapisać czas ostatniego czyszczenia węża. Jeśli ten okres zostanie przekroczony, system automatycznie blokuje przepływ materiału, aby zapewnić sterylność i jakość procesu produkcyjnego. Gwarantuje to zarówno niezawodność produkcji, jak i stałą jakość produktów.

Podsumowanie

Opracowanie tego specjalnego rozwiązania było jednym z najważniejszych osiągnięć w ramach współpracy między firmami B. Braun Medical i Bachofen. Również na poziomie produktu firma Bachofen była w stanie w pełni spełnić wymagania operatora zakładu dzięki komponentom automatyki dostarczonym przez firmy TURCK i Banner Engineering. Oprócz komponentów RFID firma TURCK dostarczyła liczne moduły blokowe we/wy TBEN-L5-8IOL, które między innymi łączą zawory, a także wszystkie kable Ethernet, zasilające oraz wiele kabli czujnikowo-siłowników.

„Nie jest łatwo znaleźć produkty z ochroną przeciwwybuchową dla stref 1 i 2, które nadają się również do pomieszczeń czystych” – mówi Thomas Mühlebach. „Firma Bachofen zrozumiała nasze potrzeby i podczas procesu wyboru wsparła nas fachowym doradztwem oraz odpowiednimi produktami”.

Klient | www.bbraun.de/de