Terminale della valvola ottimizzato per il processo
Nel frattempo, i sistemi di automazione elettropneumatici intelligenti non solo offrono pratiche funzioni di diagnostica e di arresto di sicurezza, ma aprono anche possibilità per misure di manutenzione preventiva e si integrano "senza soluzione di continuità" nel mondo del controllo di processo. Il seguente esempio di applicazione dell'impiantistica farmaceutica ne fornisce un buon esempio.
L'insulina ha rivoluzionato il trattamento del diabete mellito. Per un buon quarto di secolo, il principio attivo salvavita è stato prodotto industrialmente con l'aiuto di batteri e lieviti manipolati geneticamente. I requisiti della tecnologia di processo utilizzata per questo sono elevati. Non solo i sistemi devono soddisfare standard rigorosi e requisiti legali in termini di igiene e pulizia, ma devono anche funzionare con alta precisione e affidabilità. Il gruppo di aziende ZETA, con sede in Austria vicino a Graz, è considerato uno specialista di soluzioni di processo su misura per tali applicazioni sterili e asettiche. Il fornitore di tecnologia per le industrie biotecnologiche e farmaceutiche progetta, produce e installa soluzioni specifiche per il cliente per aziende rinomate in tutto il mondo. Un esempio è fornito da una soluzione di automazione chiavi in mano per un impianto di fermentazione per la produzione di insulina, che entrerà in funzione in Russia alla fine del 2018 (Fig. 1). La portata di questo progetto è notevole; 18 serbatoi, 30 armadi di controllo e l'intera tecnologia di misurazione e controllo dovevano essere progettati e installati, testati e certificati. Un totale di 20 terminali per valvole di Bürkert (tipo 8647 AirLINE SP) in combinazione con le periferiche decentralizzate ET 200SP, che controllano circa 600 funzioni di valvole durante il processo di fermentazione, sono responsabili dell'automazione elettropneumatica.
Tecnicamente ed economicamente convincente
C'erano diverse ragioni per questa scelta, come spiega Andreas Rauscheder, ingegnere di progetto presso ZETA: "Già nella fase di pianificazione, siamo stati in grado di convincerci dei vantaggi della nuova generazione di terminali per valvole rispetto alle soluzioni pneumatiche standard. L'integrazione dell'hardware e del software nel nostro mondo dell'automazione Siemens ha semplificato l'installazione, la messa in servizio e la parametrizzazione. Grazie alla possibilità di parametrizzare completamente i terminali delle valvole utilizzando il file HSP nel Siemens TIA Portal, abbiamo risparmiato una notevole quantità di tempo e denaro".
Un altro vantaggio decisivo del sistema è il taglio di tensione esterno della valvola - EVS in breve. A questo scopo, il circuito di alimentazione della tensione di carico delle valvole viene interrotto tramite un contatto a potenziale zero. "Questo ci permette di spegnere in modo sicuro i singoli moduli delle valvole in conformità con i requisiti della Direttiva Macchine e della EN13849 o con i corrispondenti requisiti SIL". Utilizzando la funzione EVS, è possibile implementare sul terminale della valvola, con poco sforzo, dei circuiti individuali di arresto di emergenza sicuri.
"Questo ci ha risparmiato ulteriori sforzi; se un pulsante di arresto di emergenza viene premuto da un dipendente, il terminale della valvola sulla parte corrispondente del sistema va immediatamente in uno stato sicuro e anche il centro di controllo lo sa", riferisce con soddisfazione il signor Rauscheder.
Alta affidabilità e disponibilità operativa
Oltre alla visualizzazione e all'inoltro della funzione EVS, la funzione diagnostica integrata standard offre anche altre opzioni che aumentano l'affidabilità operativa. Per esempio, un modulo di misurazione della pressione integrato monitora la pressione di alimentazione e inoltra al livello di controllo messaggi di avvertimento e di errore in caso di deviazioni dai valori specificati. Allo stesso modo, i contatori di cicli di commutazione possono essere utilizzati indipendentemente per le valvole pilota e gli attuatori a valle.
"Le valvole pilota e di processo possono anche essere assegnate visivamente sul posto per una maggiore chiarezza", aggiunge il signor Rauscheder. Anche la rottura del filo, il cortocircuito e l'apertura delle uscite della valvola vengono rilevati, visualizzati direttamente sul terminale della valvola in testo semplice e come simbolo e inoltrati tramite l'interfaccia di comunicazione dell'ET 200SP.
Per aumentare la disponibilità pneumatica, ZETA ha anche optato per la chiusura integrata del canale P. Questo permette di cambiare le valvole durante il funzionamento senza dover depressurizzare il resto del terminale della valvola. Le valvole di non ritorno, che sono anche integrate nei condotti di scarico del terminale della valvola, assicurano anche una commutazione senza feedback e sicura degli azionamenti di processo. "Poiché i terminali delle valvole sono modulari, siamo stati in grado di 'spostare' alcune funzioni in un altro armadio di controllo in un secondo momento. Tutto quello che abbiamo dovuto fare è stato scambiare i moduli corrispondenti e cambiare il collegamento a vite", continua il signor Rauscheder.
Certificazione veloce
Poiché l'impianto di fermentazione è destinato al mercato russo, il certificato EAC dell'Unione Economica Eurasiatica è stato richiesto anche per i terminali delle valvole. ZETA è stata piacevolmente sorpresa dalla rapidità con cui gli esperti di fluidica hanno reagito in questo caso e sono stati in grado di fornire i documenti pertinenti. "Le date di consegna sono state rispettate esattamente, i consigli erano giusti e i piccoli aggiustamenti del software che sono sorti in seguito sono stati gestiti rapidamente", riferisce il responsabile del progetto. Nulla impedisce di ripetere la cooperazione in progetti futuri. Come sistemi intelligenti di automazione elettropneumatica, i terminali di valvole non sono utilizzati solo nell'industria farmaceutica. Compiti e requisiti molto simili esistono, per esempio, nell'industria cosmetica, alimentare e del lusso o nel trattamento delle acque.
