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Kompakte Industrie-PCs als Edge Devices

Digitalisierung bei der Medikamentenabfüllung
Kompakte Industrie-PCs als Edge Devices

Bislang waren in der Pharmaindustrie vor allem Abfüllanlagen mit einem möglichst hohen Produktausstoß gefragt. Mittlerweile wird vielfach Wert auf eine effiziente und flexible Herstellung kleiner Batches gelegt. Dies erfordert Abfüllanlagen mit einem hohen Automatisierungsgrad sowie eine Maschinenkonzeption mit möglichst wenigen Formatteilen. Die Ultra-Kompakt-Industrie-PCs C6015 bzw. C6030 integrieren als Edge Devices zudem Smart Features in die Anlagen.

Optima Pharma ist spezialisiert auf die Abfüllung flüssiger oder gefriergetrockneter Medikamente z. B. in Spritzen. Die Anlagen decken alle Prozessschritte ab, vom Reinigen, Sterilisieren, Füllen und Verschließen der Glasbehältnisse bis hin zu deren Nachbearbeitung. Eine Turnkey-Lösung umfasst den gesamten Herstellungsbereich beginnend beim leeren Glasbehälter bis zur gefüllten, verschlossenen und validierten Spritze, Karpule, Vial usw. Der Kunde erhält eine zuvor bereits komplett aufgebaute und getestete Produktionslinie. Um eine flexible Herstellung auch kleiner Batches bzw. Losgrößen zu realisieren, werden anstelle der konventionellen, auf eine Funktion hin optimierten Maschinen immer häufiger multifunktionale Abfüllanlagen mit minimalen Umrüstzeiten bei der Produktion eingesetzt. Entscheidend für die hohe Flexibilität sind ein hoher Automatisierungsgrad sowie eine Maschinenkonzeption mit möglichst wenigen Formatteilen. Mit den integrierten Ultra-Kompakt-Industrie-PCs C6015 bzw. C6030 von Beckhoff lassen sich ganz nach Bedarf zusätzliche Smart Features ergänzen. Da bei den kleineren Batches die Einzelprodukte in der Regel sehr teuer sind, muss Ausschuss vermieden oder zumindest minimiert werden. Das Smart Feature „Product Traceability“ beispielsweise ermöglicht eine maximal transparente Produktion, bei der im Fall einer Produktbeanstandung alle relevanten Maschinen- und Produktionsdaten zur Verfügung stehen und sich auch auf ein konkretes Produkt beziehen lassen.

Kompakte Industrie-PCs

Die kompakten Industrie-PCs zeichnen sich durch flexible Montagemöglichkeiten aus. Weitere Vorteile bietet die umfangreiche Schnittstellenausstattung ebenso wie die über das breite Prozessorspektrum bedarfsgerecht skalierbare Rechenleistung. Hinzu kommt die Möglichkeit, die Geräte als kundenspezifische Ausführung mit dem Optima-Brandlabel zu erhalten.

Die Nutzung eines separaten Edge Device bietet zahlreiche Vorteile: Die übergeordneten Anlagensteuerungen werden in der Regel von den Kunden vorgegeben.
Die Ultra-Kompakt-Industrie-PCs von Beckhoff geben hier die Freiheit, herstellerunabhängig mit allen denkbaren Komponenten kommunizieren zu können. Außerdem bieten sie alle erforderlichen Schnittstellen, z. B. USB für Handscanner, die bei den Anlagensteuerungen nicht immer zur Verfügung stehen. Hinzu kommt, dass nachträgliche Veränderungen innerhalb
der validierten Anlage eine erneute Validierung nach sich ziehen würden. Mit der Erweiterung über die zusätzlichen Ultra-Kompakt-Industrie-PCs ist das ohne großen Aufwand möglich, denn es handelt sich dabei um parallele Funktionalitäten ohne direkten Einfluss auf den pharmazeutischen Prozess.

Hohe Prozessorleistung

Viele Smart Features basieren auf einer umfassenden Datenaufzeichnung und -analyse. Die Daten lassen sich z. B. für eine Optimierung des Abfüllprozesses für ein Condition Monitoring der Antriebsachsen nutzen. Für ein solches Datenmanagement ist der Ultra-Kompakt-Industrie-PC C6030 optimal geeignet. Die Baureihe C603x vereint leistungsstarke Intel-Core-i-Prozessoren mit einer Multicore-Prozessorleistung von bis zu 3,6 GHz je Core mit extrem kompakten Gehäuseabmessungen. Durch ihre hohe Leistungsfähigkeit eignen sich die Geräte vor allem für aufwendige Automatisierungs- und Visualisierungsaufgaben, aber auch für weitere Anwendungen im Bereich der Bildverarbeitung, des großvolumigen Datenhandlings sowie im IoT-Umfeld. So lassen sich beispielsweise einzelne Maschinenstationen per Video überwachen, um die jeweiligen Prozesse zu optimieren. Zu dieser Baureihe zählt neben dem bei Optima eingesetzten C6030 auch das modulare Gerät C6032, das über eine zusätzliche Platinenebene für Schnittstellen und Funktionserweiterungen verfügt. Realisiert ist dies über kompakte PCIe-Module, mit denen sich der IPC optimal an die jeweiligen Applikationsanforderungen anpassen lässt.

Flexibel in der Montage

Beim Industrie-PC C6015 steht die Kompaktheit im Vordergrund. Der nur 82 x 82 x 40 mm große und industrietaugliche Multi-Core-IPC dient als einfach zu integrierendes Interface-Gateway z. B. für Handscanner. Bei den oft sehr großen Anlagen muss sich auch die Anzahl der einzusetzenden Scanner für eine effiziente Maschinenbedienung passend skalieren lassen. Hierzu wird dann einfach je ein C6015 montiert, der die Kommunikation mit der Anlagensteuerung übernimmt.

Der C6015 bietet zudem eine hohe Flexibilität bei der Montage. So ist sowohl die vertikale und horizontale Rückwandbefestigung im Schaltschrank als auch ein Aufschnappen auf die Hutschiene möglich. Dies erlaubt sogar auf engstem Bauraum vielfältige Montageszenarien mit freier Orientierung der Anschlussebene.

Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl


Autor: Ulrich Vogel

Leiter Vertriebsbüro Crailsheim,

Beckhoff Automation



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