Inteligentní online senzory v provozní analytické technice

V několika posledních desetiletích byl všeobecným trendem rozvoj automatizace provozní analytické techniky, který vedl ke snížení nákladů spojených s odběrem vzorků a jejich následným vyhodnocením v laboratoři. V současné době již výrobní podniky široce vy­užívají online senzory a zaměřují se na optimalizaci jejich provozu, především na zkrácení doby údržby a zlepšení dokumentace jednotlivých činností. Tohoto trendu si je společnost Hamilton Bonaduz AG vědoma, a proto již dvanáct let rozvíjí své inteligentní senzory Arc. Vestavné převodníky do hlavice Arc úspěšně využívá u senzorů pH, rozpuštěného O₂ a CO₂, ORP, vodivosti a též při monitorování množství živé a celkové biomasy.

U senzorů Arc je tradiční externí převodník nahrazen mikroprocesorovým převodníkem v hlavě senzoru. Tento převodník komunikuje přímo s řídicím systémem (obr. 1, obr. 2). Senzor je tak možné zkalibrovat v metrologické laboratoři a uživatelská konfigurace senzoru může být nahrána do dalších senzorů. Snižuje se tak časová náročnost a možnost chybného zadání parametrů. Většina senzorů s převodníkem Arc má vestavěný výstup 4 až 20 mA, který umožňuje přímé napojení do stávající infrastruktury. Využít lze také digitální protokol Modbus, který uživatelům umožňuje plně využít velké množství dat generovaných senzorem. Jde o obousměrnou komunikaci, takže senzor je možné konfigurovat přímo z řídicího systému. Se senzory s převodníkem Arc lze komunikovat rovněž pomocí počítače nebo mobilních zařízení (telefon, tablet), takže informace může plně využít široké spektrum uživatelů.

Technici si mohou zobrazit všechny důležité informace o senzoru na mobilním zařízení nebo na počítači prostřednictvím bezdrátové komunikace Bluetooth. Alarmy, indikátory kvality a diagnostika jsou zasílány jak kabelem do řídicího systému, tak i bezdrátově do mobilních zařízení. Lze si také zobrazit informace o měřené hodnotě, teplotě, sériovém čísle, počtu čisticích cyklů, kalibrační data a mnohé další.

Výroby vyžadující postupy podle schválené správné výrobní praxe GMP (Good Manufacturing Practice) mohou plně využít automatickou dokumentaci, která vyhovuje požadavkům GMP. Je zaznamenávána historie všech úkonů, takže operátor je schopen dohledat, kdy byl senzor po­užíván, kalibrován nebo konfigurován, popř. lze zobrazit i všechny alarmy nebo varování. Digitální kalibrační a validační reporty lze elektronicky podepsat. Každému uživateli může být přiřazen požadovaný stupeň přístupu ve shodě s FDA Part 11 a Eudralex Annex 11. Přístupy jsou centrálně nastavovány v databázi, takže jednotlivým uživatelům se zobrazí pouze jim přiřazené senzory, na nichž mohou provádět pouze specifikované úkony.

Společnost Hamilton vyvinula skupinu inteligentních senzorů Arc, aby překonala ty největší výzvy provozní analytické techniky. Drahé a objemné převodníky byly eliminovány, dokumentace automatizována, zobrazovaná data rozšířena a kalibrace zjednodušena. Všechny tyto změny snižují provozní náklady a zvyšují bezpečnost procesu.

Navzdory všem uvedeným pokrokům existují překážky, které je třeba překonat. Společnost Hamilton kontinuálně rozvíjí svou koncepci, aby bylo možné získávat ještě více dat, a vývoj techniky neustále pokračuje, aby operátoři mohli tento příliv dat získávat, udržovat, a především využívat.

(Petr Cetlovský, Hamilton Bonaduz AG)

Obr. 1. Přenos signálu podle typu senzoru

Obr. 2. Různé možnosti komunikace se senzory Arc