Donnerstag, 27.06.2013

Industrie PC in der Lebensmitteltechnik für smarte Waagen

Prozesssicherheit, Bedienergonomie und Effizienz erhöhen

PENTA Food IPC mit Schutzklasse IP69k für eine hygienische Produktion

Im heutigen Produktionsalltag wird es immer wichtiger, dass alle relevanten Daten immer und überall verfügbar sind. Auch im Nachhinein. Und mit möglichst wenig Zettelwirtschaft. Zur elektronischen Datenhaltung gehört auch, dass Wiegeprozesse –und somit die Waagen – verstärkt in die Unternehmens-IT integriert werden müssen. Offene Industrie PC (IPC) bieten hierfür die effizienteste Technologieplattform.

In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie ist das Qualitätsmanagement von hoher Bedeutung, etwa um die lückenlose Rückverfolgbarkeit von Produkten und einzelnen Rohstoffen sowie die Dokumentation einzelner Produktionsschritte zu gewährleisten. Das umfasst auch Wiegevorgänge und -ergebnisse, beispielsweise bei Verpackungsprozessen, der Portionierung von Fleischstücken oder dem Mischen von Rezepturen. Diese Dokumentation ist deutlich einfacher und effizienter umsetzbar, wenn alle Daten elektronisch vorgehalten werden, statt wie noch so oft auf Papierbasis. Zur durchgängigen und effizienten digitalen Datenhaltung sollten deshalb Waagen mit der Unternehmens-IT vernetzt werden.

Für die Verbindung hat sich Ethernet oder WLAN mittlerweile als Standard weitgehend durchgesetzt. Doch längst nicht jede Waage verfügt über einen Ethernet-Anschluss. Waagen und Wägezellen weisen lange Standzeiten auf und sind oftmals 10-20 Jahre im Einsatz. In vielen Unternehmen stehen deshalb noch ältere Modelle von Waagen, die ausschließlich über serielle Schnittstellen, wie z.B. RS-232, verfügen. Es ist deshalb mitunter sehr aufwendig, Waagen in die IT-Landschaft zu integrieren. Um diesen Aufwand zu minimieren, sollte man für die Anbindung der Waagen an die Unternehmens-IT eine lokale Lösung nutzen. Wählt man einen Industrie-PC, der auch heute noch industrielle Schnittstellen wie  RS-232 unterstützt, lassen sich Rückverfolgbarkeitslösungen auch bei älteren Wagen effizient und unternehmensübergreifend einheitlich umsetzen.

Industrie PC für smarte Waagen
Die vereinfachte Einbindung von älteren Waagen in die IT-Landschaft ist dabei aber nur ein Aspekt, den es bei der Wahl der PC-Systeme zu beachten gilt. Denn, um Prozesse insgesamt effizienter, kostensparend und sicherer zu gestalten, muss man bei der Suche nach der passenden Lösung auch an den Anwender denken, der die Waage direkt vor Ort in der Produktionshalle bedient. Die meisten Standard-Waagen verfügen i.d.R. nur über kleine Displays zur einfachen Anzeige der Wiegeergebnisse. Viel mehr als einfaches Wiegen lässt sich mit diesen Waagen nicht umsetzen. Um aber nicht nur die digitale Dokumentation der Wiegeergebnisse zu ermöglichen, sondern insgesamt die Anwendungsmöglichkeiten der Waagen zu erweitern, sollten die Waagen direkt vor Ort um ein PC-System mit umfangreichen Bedien- und Visualisierungsmöglichkeiten erweitert werden. Hier bieten sich Industrie PC als ideale Lösung an. Aufgrund ihrer kompakten Bauform, können sie direkt an der Waage oder deren direkte Umgebung angebracht werden. Ihr großes Display ermöglicht zudem das bequeme Ablesen der relevanten Wiegeergebnisse sowie auch die grafische Darstellung umfassender Betriebsabläufe und Dokumentationsschritte. Noch platzsparender – und besonders hygienisch – wird es, wenn die IPC über Touchscreens verfügen, da so Anzeige- und Bedienelement vereint sind. Auf weitere Eingabegeräte, wie etwa Tastaturen ­– die zudem auch aufgrund ihrer zerfurchten Oberfläche schwieriger zu reinigen sind, als glatte Touchscreen-Oberflächen–, kann verzichtet werden.

Erhöhte Prozesssicherheit
Durch die Anbindung von Waage/Wiegezellen an IPC werden eine Vielzahl an Applikationen möglich, die nicht nur die Dokumentation vereinfachen, sondern auch die Prozesssicherheit und Effizienz deutlich erhöhen können. So können Wiegeergebnisse einzelnen Produktgruppen zugeordnet bzw. eine Handelsklassifizierung vorgenommen werden, etwa indem der Nutzer das gewogene Produkt der passenden grafischen Darstellung zuordnet, die ihm auf einem großen Farb-Display angezeigt wird. Auf diese Weise könnten selbst ungelernte Kräfte diese Arbeitsschritte ohne lange Einarbeitungszeit intuitiv und nahezu verwechslungssicher ausführen. Durch die Zuordnung zu eindeutigen Produktgruppen können zudem die Verbräuche dokumentiert und – bei Anbindung an das ERP- bzw. Dispositions-System – automatische Nachbestellungen ausgelöst werden.

Einfacheres Dosieren und Mischen

Beim Rezeptieren kann der Anwender sich die Inhaltsliste auf den ablesefreundlichen Displays anzeigen lassen und entsprechend die Rohstoffe verwiegen und zusammenfügen. Dabei können quasi in Echtzeit alle Eingaben und Wiegeergebnisse überwacht und bei Abweichungen auf mögliche Fehldosierungen hingewiesen werden. So lässt sich eine gleichbleibende Produktqualität sicherstellen und teure Fehlchargen vermeiden. Ebenfalls möglich: Das Quittieren von Warenlieferungen, z.B. via Unterschrift oder Eingabe der Personalnummer auf den Touchscreens der IPC oder optionalen Karten- bzw. RFID-Lesegeräten.

Effiziente Anbindung auch an Automatisierungssysteme
Auch in Richtung Prozesssteuerung sind Anwendungen denkbar, die von IT-gestützten Waagen profitieren können. Neben der automatisierten mengengesteuerten Mischung von Produkten, können die IT-Waagen-Systeme beispielsweise auch mit Pick & Place Systemen  gekoppelt werden und so die Verpackungsprozesse überwachen. Oder die ermittelten Gewichtsinformationen können zusammen mit den dazugehörigen Produktdaten an Etikettiermaschinen weitergeleitet und dann entsprechend aufgedruckt werden. Hierbei ist es möglich, dass Steuerung und Visualisierung auf einem System laufen, wenn man Multi-Core Systeme einsetzt und z.B. einen echtzeitfähigen Hypervisor implementiert hat.

Robust ist ein Muss
Alle beschriebenen Anwendungsfälle haben eines gemeinsam: die PC Systeme kommen direkt im Produktionsumfeld zum Einsatz. Dort kann es durchaus grob zur Sache gehen. Ein robustes Systemdesign ist daher ein Muss, um kostspielige Beschädigung oder Ausfall der IPC zu vermeiden. Die PENTA GmbH aus Puchheim, ein führender Hersteller von hochzuverlässigen Industriecomputern, setzt bei ihren Industrie PC auf widerstandsfähige und komplett geschlossene Edelstahl-Gehäuse mit Schutzgrad IP65 oder sogar IP69k. So ist die Technik zuverlässig vor Stößen und Vibrationen sowie dem Eindringen von Staub und Flüssigkeiten geschützt.

Quick & clean – nicht dirty

Diese Gehäuse-Konstruktion der PENTA IPC bietet noch weitere Vorteile, speziell für den Einsatz in hygienisch-sensiblen Bereichen lebensmittelverarbeitender Betriebe: Zum einen bieten sie aufgrund der hygienischen Materialeigenschaften des Edelstahls sowie des geschlossenen, fugenlosen Designs kaum Sammelstellen für Schmutz. Zum anderen bietet PENTA seine IPC auch rundum IP69k geschützt an. So kann das Reinigungspersonal unbesorgt mit dem Wasserstrahl und aggressiven Reinigungsmitteln auch einmal „voll draufhalten“, ohne dass der IPC Schaden nimmt. Dadurch lassen sich die PENTA IPC besonders schnell und effizient auch von festsitzendem Schmutz säubern – quick & clean eben. Der IP69k-Schutz umfasst übrigens auch die Schnittstellen der PENTA IPC: Dank der innovativen Schraub-Steckverbindungen sind die Schnittstellen nicht nur sicher geschützt, sondern ermöglichen auch den schnellen und bequemen Anschluss von Waagen oder Peripheriegeräten.

Harte Schale & harter Kern
Neben der „harten Schale“ muss aber auch der „Kern“ der PC, also die verbaute Computing-Hardware, robust sein. Aus diesem Grund sollten die PC auf rotierende Festplatten oder ausfallanfällige Lüfter verzichten und stattdessen auf robuste Compact Flash Disks oder Automotive Speichermedien sowie ein komplett passives und damit höchst ausfallsicheres Kühlkonzept setzen.

Waage und IPC: Eine Langzeitbeziehung
Für den Einsatz im industriellen Umfeld sollte das Systemdesign der PC aber nicht nur robust, sondern auch flexibel sein: Durch ein modulares Hardwaredesign sowie den Einsatz langzeitverfügbarer Komponenten können einzelne Bauelemente bei Bedarf einzeln ausgetauscht werden; und das auch noch nach vielen Jahren, da Penta für die Komponenten der IPC eine Langzeitverfügbarkeit von mindestens fünf Jahren bietet. Im Vergleich zum Kauf eines komplett neuen PCs ist der modulare Austausch von Komponenten bis zu 75 % günstiger. Ein weiterer Vorteil: Durch das modulare Design lassen sich die PENTA PC auch hinsichtlich der Performance exakt an die jeweilige Anwendung anpassen. Unnötiges Oversizing bei der Anschaffung wird so vermieden.

Die Wahl der Prozessor-Plattform beeinflusst dabei aber nicht nur die Flexibilität des PC-Systems selbst. Sie entscheidet auch darüber, wie flexibel sich das PC-Systeme in die bestehende IT-Landschaft einbinden lässt. Daher sollten Anwender auf die Offenheit der Industrie-PC-Plattform schauen. Hierbei empfiehlt es sich, Systeme einzusetzen, die auf x86er Prozessoren basieren, wie sie auch in den meisten Desktop-Rechnern verbaut sind. Denn diese bieten das größte Ökosystem und damit auch die effizientesten Anbindungsoptionen an die Unternehmens-IT der zunehmend vernetzten „4.0 Factories“.

Idealer Partner für Industrie-Waagen
Ein Industrie-PC-System, dass diese Kriterien erfüllt und exakt auf die Anforderungen der Lebensmittelindustrie angepasst ist, ist der PENTA Food. Sein fugenloses und komplett geschlossenes Edelstahlgehäuse sowie der glatte, leicht zu reinigende Touchscreen verleihen dem PENTA Food hohe Hygieneeigenschaften und machen ihn ideal für den Einsatz in hygienisch-sensiblen Bereichen. Der PENTA Food ist in Displaygrößen von 15 bis 19 Zoll erhältlich. PENTA bietet seine Food IPC auch als Variante mit IP69k-Schutz an, welche problemlos und ohne weitere schützende Umbauten auch mit Hochdruckreiniger gereinigt werden kann. Dank seines vielseitigen und industriegerechten Schnittstellenangebots kann der PENTA Food bequem an unterschiedliche Waagen oder Peripheriegeräte angeschlossen werden, wie etwa Etikettendrucker, RFID- oder Barcode-Scannern etc. Zudem machen die hohe Langezeitstabilität (MTBF > 50.000 Stunden) und Langzeitverfügbarkeit der Hardwarekomponenten den PENTA Food zum idealen Partner und Erweiterungslösung für langlebige Industrie-Waagen.


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