SIKO, ottimizzazione nel cambio formato

Considerando le sfide nella produzione farmaceutica, l’adattamento intelligente del formato significa vantaggi competitivi in termini di efficienza, qualità del prodotto e affidabilità del processo. Con le soluzioni SIKO, che vanno dagli indicatori di posizione meccanici agli azionamenti di posizionamento automatizzati, le aziende farmaceutiche possono fare il primo passo decisivo verso il Pharma 4.0.

Nell'industria farmaceutica è rilevante il concetto di centerlining, in cui le impostazioni ottimali della macchina devono essere sempre selezionate per evitare deviazioni inutili nel processo e quindi una riduzione della qualità del prodotto. L'obiettivo è mettere in rete la produzione, la tecnologia, la manutenzione e l'acquisizione elettronica dei dati per sfruttare al meglio l'efficienza degli impianti. Inoltre, la crescente varietà di prodotti e le dimensioni sempre più piccole dei lotti nella produzione farmaceutica richiedono un alto grado di flessibilità dai sistemi. È qui che entra in gioco l’adattamento del formato, che può essere un fattore decisivo in termini di disponibilità del sistema. La SIKO GmbH, produttore di sensori e sistemi di posizionamento, offre diverse opzioni per l’adattamento del formato, dagli indicatori di posizione puramente meccanici agli azionamenti di posizionamento completamente automatizzati.

Tutti i vantaggi nel processo

Nella produzione farmaceutica, l’adattamento del formato avviene ovunque, soprattutto nei processi di imballaggio, etichettatura o ispezione dei prodotti. Ogni volta che le misure della macchina devono essere cambiate per un nuovo prodotto, questo comporta un adattamento del cosiddetto formato - sia manualmente tramite una manovella che automaticamente tramite un attuatore. In queste fasi, gli errori possono insinuarsi e avere un effetto negativo sul risultato del prodotto. L’adattamento monitorato o addirittura automatizzato del formato minimizza il rischio di impostazioni errate e può rendere i processi più flessibili. I vantaggi di un adattamento ottimizzato del formato sono:

- elevata ripetibilità, in modo che i farmaci siano sempre prodotti nella stessa forma e qualità;

- tempi di cambio più rapidi e quindi un aumento della velocità del processo;

- un aumento dell'efficienza e una riduzione dei costi;

- un aumento dell'affidabilità del processo, che è un criterio decisivo nella produzione farmaceutica.

Si distingue tra adattamento manuale, monitorato e automatico del formato. Più frequentemente i formati devono essere adattati e più la produzione è esigente dal punto di vista qualitativo, che è la regola nel settore farmaceutico, più è ragionevole utilizzare sistemi di posizionamento monitorati o automatizzati.

Adattamento manuale del formato

Per l’adattamento manuale del formato, vengono utilizzati indicatori di posizione sia meccanici che elettronici, che indicano il valore reale della posizione attuale. Sono adatti a macchine di base con adattamenti piuttosto rari. I comuni indicatori di posizione meccanico-digitali SIKO sono molto precisi, facili da leggere e vengono configurati appositamente per ogni applicazione.

Gli indicatori di posizione elettronici hanno il vantaggio, rispetto a quelli meccanici, di essere liberamente programmabili e possono quindi essere utilizzati in modo più flessibile. Le varianti meccaniche ed elettroniche sono compatibili per l'installazione, in modo che il retrofit o l'espansione non siano problematici.

Adattamento del formato monitorato

Un adattamento monitorato del formato è reso possibile da indicatori di posizione elettronici compatibili con il bus con specificazione del valore nominale, che sono integrati nel sistema di controllo della macchina. I valori effettivi e i valori nominali vengono scambiati e confrontati tra i singoli indicatori di posizione e l'unità di controllo superiore con l'aiuto di un sistema di gestione delle ricette, in cui tutte le varianti di prodotto sono memorizzate con i loro valori nominali come ricette. Questo permette una maggiore affidabilità del processo, poiché il sistema viene riavviato solo quando tutti i valori nominali ed effettivi corrispondono sui display. Si evitano così scarti o danni alle parti del sistema. L’adattamento degli assi viene ancora effettuato manualmente con questa variante; il monitoraggio delle impostazioni corrette viene effettuato elettronicamente. La particolarità degli indicatori di posizione elettronici sono le luci a LED che visualizzano chiaramente lo stato della posizione per l'operatore: le luci verdi indicano "posizione corretta", le luci rosse segnalano "posizione non corretta". Inoltre, il display include un indicatore di direzione a freccia integrato, che indica in quale direzione deve essere effettuato l’adattamento.

Applicazioni per l’adattamento del formato monitorato

Un adattamento monitorato del formato può essere utile nella produzione farmaceutica, per esempio, nel caso di sistemi per incartonatrici che devono essere regolati frequentemente o nel caso dell'etichettatura dei prodotti. Uno sviluppo relativamente nuovo è il sistema "Track & Trace", attraverso il quale i farmaci su prescrizione devono essere dotati di un'etichetta chiara e tracciabile. Questo implica una vasta gamma di processi come la stampa, la lettura, l'etichettatura e la pesatura, e quindi numerosi adattamenti. L'affidabilità del processo di questi sistemi è significativamente aumentata con un adattamento monitorato del formato.

Adattamento automatico del formato

Se gli assi vengono adattati senza alcun intervento manuale, si parla di adattamento automatico del formato tramite azionamenti di posizionamento compatti. L'attuatore, che è collegato in rete con il sistema di controllo della macchina, si muove direttamente nella posizione richiesta. Con l'automazione, si ottiene un ulteriore riduzione significativa dei tempi di cambio. Inoltre, l'automazione è utile, se le parti del sistema di difficile accesso devono essere adattate frequentemente.

Un attuatore si caratterizza per il suo design altamente integrato, che combina tutti i componenti in un unico dispositivo: il motore CC senza spazzole (che non si usura), un riduttore a basso gioco e potente, così come un trasduttore di posizione e l'elettronica di potenza e controllo. L'integrazione dell'attuatore nei comandi della macchina e la comunicazione con i comandi sono facilmente possibili, anche grazie a un gran numero di interfacce standard comuni.

A seconda dei requisiti dell'applicazione, entrano in gioco diverse classi di potenza degli attuatori: dai piccoli attuatori con bassi requisiti di potenza per una regolazione fine in un magazzino di scatole pieghevoli ai sistemi di alimentazione per grandi scatole di cartone, dove intere unità di macchine devono essere spostate con attuatori con coppie relativamente alte. Anche con questa variante dell’adattamento del formato, il controllo avvia il riavvio del sistema solo quando lo scambio di dati di processo tra l'azionamento e il controllo ha portato a una corrispondenza tra i valori effettivi e quelli nominali.

Manutenzione predittiva

Un'altra funzionalità dell'attuatore compatto permette di trarre conclusioni sullo stato di funzionamento sia dell'attuatore stesso che del sistema: la capacità diagnostica. Raccogliendo e monitorando vari parametri dell'azionamento, come il consumo di corrente nel motore, la temperatura o i valori di tensione sul circuito di controllo e di carico, le irregolarità e quindi la necessità di manutenzione possono essere rilevate in una fase iniziale. Se i valori specificati vengono superati, si può intervenire direttamente.

Più automazione, più dati

I componenti periferici come gli indicatori di posizione e i servomotori stanno diventando sempre più importanti nel corso della crescente automazione e digitalizzazione. Questo è dimostrato da sviluppi recenti come i sistemi "Track & Trace". Ulteriori vantaggi come la raccolta dei dati, l'autodiagnosi e il monitoraggio della durata di vita dei componenti rendono l’adattamento intelligente del formato una componente decisiva di Pharma 4.0.

Autore: Dott. Ing. Juergen Schuh, Responsabile dell’area Changeover Solutions della SIKO GmbH

Prodotti e tecnologie: SIEMENS

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