Un "terminal de valve" optimisé

L'insuline a révolutionné le traitement du diabète sucré. Depuis un bon quart de siècle, le principe actif qui sauve des vies est produit industriellement à l'aide de bactéries et de levures génétiquement manipulées. Les exigences en matière de technologie des procédés utilisés pour ce faire sont élevées. Les systèmes doivent non seulement répondre à des normes et à des exigences légales strictes en matière d'hygiène et de nettoyage, mais ils doivent également fonctionner avec une grande précision et fiabilité. Le groupe d'entreprises ZETA, dont le siège social est situé en Autriche près de Graz, est considéré comme un spécialiste des solutions de processus sur mesure pour ces applications stériles et aseptiques. Le fournisseur de technologies pour les industries biotechnologiques et pharmaceutiques conçoit, fabrique et installe des solutions spécifiques pour des entreprises renommées dans le monde entier. Un exemple est fourni par une solution d'automatisation clé en main pour une usine de fermentation pour la production d'insuline, qui sera mise en service en Russie à la fin de 2018 (Fig. 1). L'ampleur de ce projet est considérable ; 18 réservoirs, 30 armoires de commande et la technologie complète de mesure et de contrôle ont dû être conçus et installés, testés et certifiés. Au total, 20 terminaux de vannes de Bürkert (type 8647 AirLINE SP), associés aux périphériques décentralisés ET 200SP, qui commandent environ 600 fonctions de vannes pendant le processus de fermentation, sont responsables de l'automatisation électropneumatique.

Convaincre sur le plan technique et économique
Plusieurs raisons ont motivé ce choix, comme l'explique Andreas Rauscheder, ingénieur de projet chez ZETA : "Dès la phase de planification, nous avons été convaincus des avantages de la nouvelle génération de terminaux de vannes par rapport aux solutions pneumatiques standard. L'intégration du matériel et des logiciels dans notre monde d'automatisation Siemens a simplifié l'installation, la mise en service et le paramétrage. Grâce à la possibilité de paramétrer entièrement les terminaux de distributeurs à l'aide du fichier HSP du portail TIA de Siemens, nous avons économisé beaucoup de temps et d'argent".

Un autre avantage décisif du système est la coupure de la tension de la valve externe - EVS en abrégé. À cette fin, le circuit d'alimentation de la tension de charge des soupapes est interrompu par un contact libre de potentiel. "Cela nous permet d'arrêter en toute sécurité les différents modules de vannes conformément aux exigences de la directive Machines et de la norme EN13849 ou aux exigences SIL correspondantes". En utilisant la fonction EVS, des circuits d'arrêt d'urgence individuels et sûrs peuvent être mis en place sur le terminal de valve avec peu d'efforts.

"Cela nous a permis d'économiser des efforts supplémentaires ; si un employé appuie sur un bouton d'arrêt d'urgence, le terminal de vannes de la partie correspondante du système passe immédiatement en état de sécurité et le centre de contrôle le sait également", se réjouit M. Rauscheder.

Une fiabilité et une disponibilité opérationnelles élevées
Outre l'affichage et la transmission de la fonction EVS, la fonction de diagnostic intégrée standard offre également d'autres options qui augmentent la fiabilité opérationnelle. Par exemple, un module intégré de mesure de la pression surveille la pression d'alimentation et transmet des messages d'avertissement et d'erreur au niveau de contrôle en cas d'écart par rapport aux valeurs spécifiées. De même, les compteurs de cycles de commutation peuvent être utilisés indépendamment pour les vannes pilotes et les actionneurs en aval.

"Les vannes pilotes et de traitement peuvent également être assignées visuellement sur place pour plus de clarté", ajoute M. Rauscheder. Les ruptures de fil, les courts-circuits et les sorties de vannes ouvertes sont également détectés, affichés directement sur le terminal de vannes en texte clair et sous forme de symbole et transmis via l'interface de communication de l'ET 200SP.

Pour augmenter la disponibilité pneumatique, le ZETA a également opté pour la fermeture intégrée du canal P. Cela permet de changer les vannes en cours de fonctionnement sans avoir à dépressuriser le reste du terminal de vannes. Les clapets anti-retour, qui sont également intégrés dans les conduits d'échappement du terminal de vannes, assurent également une commutation sûre et sans rétroaction des entraînements de processus. Comme les terminaux de distributeurs sont modulaires, nous avons pu "déplacer" certaines fonctions vers une autre armoire de commande à une date ultérieure. Il nous a suffi d'échanger les modules correspondants et de changer la connexion à vis", poursuit M. Rauscheder.

Certification rapide
Comme l'installation de fermentation est destinée au marché russe, le certificat EAC de l'Union économique eurasienne était également requis pour les terminaux de vannes. ZETA a été agréablement surpris de la rapidité avec laquelle les experts en fluidique ont réagi ici et ont pu fournir les documents pertinents. "Les dates de livraison ont été respectées à la lettre, les conseils étaient justes et les ajustements mineurs des logiciels qui ont été effectués par la suite ont été rapidement traités", rapporte le responsable du projet. Rien ne s'oppose à ce que cette coopération se répète dans le cadre de projets futurs. En tant que systèmes d'automatisation électro-pneumatiques intelligents, les terminaux de vannes ne sont pas seulement utilisés dans l'industrie pharmaceutique. Des tâches et des exigences très similaires existent, par exemple, dans les industries cosmétiques, alimentaires et de luxe ou dans le traitement de l'eau.