PET-Pre­forms rei­ni­gen statt aussortieren

Die Her­stel­lung von Medi­ka­men­ten setzt einen hohen Qua­li­täts­stan­dard vor­aus. Die­ser gilt auch für die Tanks, in denen die benö­tig­ten Medi­en gela­gert sind. Das Unter­neh­men Boehrin­ger Ingel­heim hat am Stand­ort Ingel­heim die EMSR-Tech­nik des zen­tra­len Tank­la­gers moder­ni­siert. Dazu gehö­ren unter ande­rem I/O Sys­te­me von Pepperl+Fuchs. Die­se gewähr­leis­ten die Anbin­dung der Feld­ge­rä­te aus dem explo­si­ons­ge­fähr­de­ten Bereich an das Prozess-Leitsystem.

Eine grund­le­gen­de Vor­aus­set­zung für die gewünsch­te Wir­kung eines Medi­ka­men­tes ist der rich­ti­ge Wirk­stoff in der ange­ge­ben Dosie­rung und Qua­li­tät. Damit die­se Bedin­gun­gen erfüllt sind, unter­liegt die Her­stel­lung von Medi­ka­men­ten sehr hohen Qua­li­täts­stan­dards; so auch bei Boehrin­ger Ingelheim.

Schwer­punk­te des inter­na­tio­nal agie­ren­den Phar­ma­un­ter­neh­mens sind For­schung, Ent­wick­lung und Pro­duk­ti­on von Arz­nei­mit­teln für die Human- und Tier­me­di­zin. Vie­le der zur Her­stel­lung von Medi­ka­men­ten benö­tig­ten Medi­en sind im zen­tra­len Tank­la­ger gela­gert. Die Anla­ge ist auf­ge­teilt in Ver­la­de­sta­tio­nen, in denen die Anlie­fe­rung der Medi­en erfolgt und Ent­nah­me­sta­tio­nen, in denen die Lage­rung und För­de­rung in die Pro­duk­ti­ons­be­trie­be zusam­men­ge­fasst ist. Boehrin­ger Ingel­heim hat am Stand­ort Ingel­heim die Steue­rung des Tank­la­gers moder­ni­siert, um eine hohe Anla­gen­ver­füg­bar­keit mit einem moder­nen Stand der Tech­nik zu erreichen.

Erhöh­te Anfor­de­run­gen an die Anlagensteuerung

Für die Ver­bin­dung zwi­schen den Feld­ge­rä­ten der zen­tra­len Medi­en­ver­sor­gung und der Steue­rungs­ebe­ne sorg­te bis jetzt eine Punkt-zu-Punkt Lösung. Die Signal­ebe­ne war in Schalt­schrän­ken instal­liert und die Signal­ka­bel wur­den in über 80 Feld­ver­tei­lern in der Anla­ge gesam­melt und an den Schalt­raum geführt. Die Erhö­hung der Anla­gen­ver­füg­bar­keit durch Ver­mei­dung tech­ni­scher Stö­run­gen, ein begrenz­ter Platz im Schalt­raum und eine hohe Modu­la­ri­tät zäh­len zu den erhöh­ten Anfor­de­run­gen an die EMSR-Tech­nik bei der Moder­ni­sie­rung des Tank­la­gers. Die Ver­mei­dung von Aus­fall­zei­ten der Pro­duk­ti­on bei der Umstel­lung der bis­he­ri­gen auf die neue Tech­nik, stell­te durch den erfor­der­li­chen Par­al­lel­be­trieb eine gro­ße Her­aus­for­de­rung dar. Die­se Aus­fall­zeit war auf zwei bis drei Tage pro Medi­um limi­tiert, wobei der Umbau­zeit­punkt an die Pro­duk­ti­ons­pla­nung ange­passt wer­den musste.

Im Ein­zel­nen erfolg­te der Aus­tausch des ver­al­te­ten Leit­sys­tems, der 24V-Ver­sor­gung und die Erneue­rung der E/A‑Ebene mit dem Anschluss der über 900 Sen­so­ren und Akto­ren. Durch eine beson­de­re Topo­lo­gie im Steue­rungs­kon­zept des Tank­la­gers wur­den sonst übli­che Ände­run­gen an den Steue­rungs­sys­te­men der Pro­duk­ti­ons­be­trie­be ver­mie­den. Die­se sind bei Ein­bin­dung einer zusätz­li­chen Steue­rung übli­cher­wei­se an der Daten­kopp­lung erforderlich.

Effi­zi­en­te Lösung der Signalübertragung

Eine Vor­aus­set­zung zur Errei­chung der genann­ten Zie­le war die Ver­le­gung der Signal­ebe­ne vom Schalt­raum in das Frei­ge­län­de des Tank­la­gers. Die Wahl für das Über­tra­gungs­sys­tem fiel dabei auf das FB-Remo­te‑I/O‑­Sys­tem von Pepperl+Fuchs. Die Schalt­schrän­ke des FB-Remo­te‑I/O‑­Sys­tem wur­den ent­spre­chend den Pro­jekt­an­for­de­run­gen gestal­tet. „Das Design erfüllt die Anfor­de­run­gen an die Topo­lo­gie (Seg­men­tie­rung der Anla­gen­funk­tio­nen), der Anschal­tung von Exe- Magnet­ven­ti­len und Exi-Feld­ge­rä­ten inner­halb eines Schran­kes und zusätz­li­che Klemm­leis­ten mit Ran­gier­mög­lich­kei­ten für die Anbin­dung von Sam­mel- und Stich­ka­bel. Die über 20 nahe­zu iden­tisch auf­ge­bau­ten Schalt­schrän­ke redu­zie­ren den Auf­wand für Pla­nung, Mon­ta­ge und Sys­tem­kon­fi­gu­ra­ti­on gegen­über dem bis­he­ri­gen Instal­la­ti­ons­kon­zept erheb­lich“, erklärt Micha­el Ange­lov als Pro­jekt­ver­ant­wort­li­cher bei Boehrin­ger Ingel­heim. Ein wei­te­res Argu­ment für die­ses Sys­tem ist die mög­li­che Erhö­hung der Ver­füg­bar­keit durch Red­un­danz von Netz­teil und Gate­way. Dar­über hin­aus ist die­ses Sys­tem bereits am Stand­ort Ingel­heim ein­ge­führt und dadurch Kennt­nis­se beim Per­so­nal der Instand­hal­tung vorhanden.

Kun­den­spe­zi­fi­sche Edelstahlgehäuse

Instal­liert sind die FB-Remo­te‑I/O‑­Sys­te­me in Edel­stahl­ge­häu­sen in direk­ter Nähe der Tank­tas­sen und der Ver­la­de­sta­ti­on, in der LKW über Ent­nah­me­ein­rich­tun­gen abge­tankt werden.

Bis zu vier Sta­tio­nen sind hier­bei zu einer Insel­lö­sung zusam­men­ge­fasst, um somit genau defi­nier­te Anla­gen­tei­le abzu­de­cken. Die Inseln in der Ent­nah­me­zo­ne sind ent­spre­chend der Steue­rungs-Topo­lo­gie defi­nier­ten Tank­tas­sen zuge­ord­net; eine Pro­fi­bus­li­nie ist jeweils an eine Insel gekop­pelt. Da die Aus­stat­tung der Tanks mit Sen­so­ren und Akto­ren unter­ein­an­der ähn­lich ist, gibt es im Detail nur drei Lay­outs in der Modul­be­stü­ckung des FB-Remo­te‑I/O‑­Sys­tems. Die­ser Unter­schied begrenzt sich durch den Typ der E/A‑Module auf zwei Steck­plät­ze. Das schaff­te Syn­er­gien für die Pla­nung, Mon­ta­ge und ins­be­son­de­re der Sys­tem­kon­fi­gu­ra­ti­on und redu­zier­te mög­li­che Fehlerquellen.

Der modu­la­re Auf­bau der Ein­hei­ten macht das Sys­tem sehr über­sicht­lich und wirkt sich dadurch posi­tiv auf die Instand­hal­tung aus.
Im Tank­la­ger sind ins­ge­samt 23 Sta­tio­nen auf acht Pro­fi­bus­li­ni­en ver­teilt, um Druck‑, Tem­pe­ra­tur- und Füll­stand­mes­sun­gen sowie die Steue­rung von Magnet­ven­ti­len und auch Stel­lungs­reg­ler von Arma­tu­ren auf­zu­neh­men. Ein Pro­fi­bus­ka­bel abge­hend von dem Mas­ter­sys­tem ersetzt dabei die vie­len Sam­mel­ka­bel zum Leit­sys­tem. Dadurch wur­den mehr als fünf Kilo­me­ter des am Stand­ort typi­schen 50-adri­gen Sam­mel­ka­bel eingespart.

Die nach Vor­ga­ben von Boehrin­ger Ingel­heim gebau­ten Gehäu­se haben den Vor­teil, dass neben der mit Modu­len bestück­ten Back­pla­ne auch ein Klemm­be­reich als Ver­tei­ler­stütz­punkt genutzt wird. Die­ser wird zur Anschal­tung der Über­füll­si­che­run­gen und des Tro­cken­lauf­schut­zes ver­wen­det, da die­se Sen­so­rik als Aus­nah­me auch künf­tig mit Aus­wer­te­elek­tro­nik im Schalt­raum ver­bun­den ist.

„Somit konn­te die bestehen­de Sen­so­rik erhal­ten blei­ben, ohne zusätz­li­che Feld­ver­tei­ler ein­zu­set­zen“, erklärt Micha­el Ange­lov. „Die­se Lösung ist sehr fle­xi­bel, wir kön­nen beim Ersatz der alten Sen­so­ren des Tro­cken­lauf­schut­zes künf­tig auf die Aus­wer­te­elek­tro­nik im Schalt­raum ver­zich­ten und den Sen­sor direkt auf ein Modul verdrahten.“

Fazit

Die Ver­le­gung der Signal­ebe­ne in die Anla­ge unter Ver­wen­dung des FB-Remo­te‑I/O‑­Sys­tem in einem auf das Pro­jekt opti­mal ange­pass­tem Auf­bau im Edel­stahl­ge­häu­se zeigt deut­li­che Vor­tei­le im Ver­gleich zur bis­he­ri­gen Lösung: Nur ein Feld­bus­ka­bel für jede Insel anstel­le vie­ler Ver­tei­ler und Sam­mel­ka­bel, eine hohe Ver­füg­bar­keit durch red­un­dan­te Netz­tei­le, Exe-Feld­an­schlüs­se für die ver­bau­ten Magnet­ven­ti­le sowie die Mög­lich­keit einer kos­ten­spa­ren­den und schnell rea­li­sier­ba­ren Erwei­te­rung. Wäh­rend der Umbau­pha­se konn­te durch Par­al­lel­be­trieb alter und neu­er Tech­nik die Aus­fall­zeit für jedes Tank­me­di­um auf das erfor­der­li­che Maß redu­ziert wer­den. Denn beim Medi­en­um­schluss war es mög­lich, durch die eigen­stän­di­ge EMR- und PLT-Struk­tur die zuge­hö­ri­gen Mess­stel­len selek­tiv von der alten auf die neue Steue­rung zu wechseln.