Reinraum-Monitoring mit Touch-Panels

Prozessüberwachung in Reinraum-Umgebungen

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24.10.2018 Wo kritische Fertigungsprozesse in Reinräumen überwacht werden, müssen qualitätsrelevante Messdaten sicher erfasst, übertragen und gespeichert werden. Monitoring-Systeme sollen die Daten zum einen dort abbilden, wo vor Ort Entscheidungen anstehen und trotzdem vom übergeordneten System kontrolliert werden können.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Bei kritischen Prozessen in Reinraum-Umgebungen sind Monitoring-Systeme, die Daten sicher erfassen, übertragen und speichern können, besonders wichtig.
  • Messdaten sollen dort sichtbar sein, wo dezentrale Entscheidungen getroffen werden müssen und gleichzeitig vom zentralen System kontrolliert werden können.
  • Mit dem vorgestellten System können mehrere Messumformer parallel angeschlossen und überwacht werden. Sowohl vor Ort mittels Touch-Display als auch im übergeordneten Monitoring- oder Gebäudeleittechnik-System.
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Das Mehrkanal-Prozesspanel mit Touch-Panel im Edelstahlrahmen liefert wichtige Messdaten in Reinraum-Umgebungen.
(Bilder: Hastrup Walcher)

Anbieter von Monitoring-Systemen sowie Validierungs-Dienstleister bieten für diese Aufgabe Lösungen an, die sich an GAMP 5 orientieren. GAMP steht für Good Automated Manufacturing Practice. GAMP 5 ist ein Quasi-Standard, der als Leitfaden die Anforderungen an Aufbau und Validierung computergestützter Systeme im regulierten Pharma-Umfeld beschreibt

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Leichter Einbau des
Panels in die Reinraumwand dank geringer Bautiefe.

Messdaten vor Ort sichtbar machen

Eine wichtige Aufgabe des Monitorings besteht darin, Messdaten an den Orten sichtbar zu machen, wo dezentrale Entscheidungen von ihnen abhängen. Die folgenden Beispiele sollen dies verdeutlichen:

  • Nur dann, wenn die Lagerklimadaten sich in einem Bereich bewegen, die für einen Umfüllprozess zugelassen sind, darf das Personal diesen vornehmen. Ansonsten könnte die Qualität des umzufüllenden Produkts leiden.
  • Nur dann, wenn der Reinraum einen ausreichenden Überdruck aufweist, darf die Personenschleuse geöffnet werden. Ansonsten würde die Gefahr bestehen, dass kontaminierte Luft einströmt.
  • Nur dann, wenn die Partikelkonzentration einen Schwellenwert unterschreitet, darf das Personal einen Mischprozess starten. Ansonsten könnte das Produkt verunreinigt werden.

Die aktuellen Informationen, Messwerte und Alarmsituationen müssen vor Ort gut sichtbar und unmissverständlich zur Verfügung gestellt werden. Zugleich muss vermieden werden, dass der unbefugte Nutzer in das Monitoring-System verändernd eingreifen kann. Nicht zuletzt sollen die relevanten Messwerte und Alarmsituationen nicht nur angezeigt, sondern auch an das übergeordnete System weitergeleitet werden.

Für diese Anforderungen wurde ein Mehrkanal-Prozesspanel entwickelt, das über ein Touch-Panel im Edelstahlrahmen verfügt. Es können mehrere Messumformer angeschlossen und überwacht werden, sowohl vor Ort mithilfe der Anzeige als auch zentral im Monitoring- oder GLT-System durch eine integrierte Busankopplung.

Viele Werte und Ansichten wählbar

Das Reinraum-Panel kann mehr als nur die klassischen Klimadaten, wie Druck, Temperatur und Feuchte anzuzeigen. Pro Gerät können ein bis vier Analogwerte beliebiger Art aufgeschaltet werden. Dies kann beispielsweise eine Sauerstoff-Konzentration, ein Druckluft-Durchfluss oder eine Partikel-Konzentration sein – ganz nach den Anforderung des Prozesses.
Die Darstellung der Messwerte ist nicht auf die alphanumerische Information von Wert und Einheit beschränkt. Das Panel kann zudem mit umschaltbaren Ansichten parametriert werden. Es können beispielsweise auch Zeigerdiagramme, Balkendiagramme oder Kurvendiagramme gewählt werden. Die Kurven können die Werteentwicklung während der letzten Minuten, Stunden oder Tage darstellen.

Abb-2_PUC44_Display-Ansichten

Die Displayansicht des Reinraumpanels zeigt unterschiedlich parametrierte Messwerte.

Akustische und optische Warnung im Alarmfall

Im Alarmfall muss auf den ersten Blick angezeigt werden, wie es um einen Messwert bestellt ist. Dabei haben sich im Pharma-Umfeld Alarmierungen im Sinne einer Ampelfunktion etabliert:

Befindet sich das Signal eines Sensors im verbotenen Bereich unterhalb oder oberhalb des Alarms, so wird eine kundenseitig wählbare, z. B. rote, Hintergrundfarbe angezeigt. Soll gewarnt werden, dass das Sensorsignal droht, aus dem zulässigen Bereich zu laufen, wird beispielsweise eine gelbe Hintergrundfarbe angezeigt. Ist der Sensorwert in Ordnung, wird auf eine auffällige Hintergrundfarbe verzichtet. Ein kleiner Bargraph zeigt ergänzend zum alphanumerischen Wert, wie viel Prozent des definierten Messbereichs aktuell ausgeschöpft werden.
Zusätzlich ist häufig gewünscht, dass das Personal vor Ort mithilfe eines Akustikalarms auf bestehende Missstände hingewiesen wird. Der Betrachter kann dann das Warnsignal ausschalten. Eine Quittierung im Monitoring-System bleibt jedoch dem Monitoring-Verantwortlichen vorbehalten. Er sorgt für Abhilfe und ist zugleich verpflichtet ist, das Vorkommnis im Audit-Trail des Systems zu kommentieren. Bewusst steht für den lokalen Anwender keine Quittierungsmöglichkeit zur Verfügung.

Sicher vom übergeordneten Monitoring gesteuert

Die Übertragung an das übergeordnete Monitoring-System oder die Gebäudeleittechnik erfolgt über eine integrierte Modbus-oder Bacnet-Ankopplung. Insofern umfasst das Reinraumpanel zugleich die Funktionalität eines Gateway; und spart damit Systemkosten.

Durch ein GAMP 5-konformes Passwort wird dem Nutzer vor Ort jede Art der Intervention verwehrt. Er kann lediglich zwischen frei gegebenen Werteansichten umblättern und den Akustikalarm ausschalten. Der Anlagenbauer oder Monitoring-Anbieter ist dagegen befugt, über das Menü jedes Reinraum-Panel mit geringem Aufwand an die jeweilige Anwendungssituation anzupassen.

Heftausgabe: November 2018
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Über den Autor

Jens Amberg für Halstrup-Walcher
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