/// Prodotti · Software & automazione

Automazione del bioprocesso

Il controllo dei nostri bioreattori, dal singolo modulo da banco all’impianto industriale: software, moduli di controllo, revamping dei sistemi esistenti e automazione su misura.

IP66 / NEMA 4X

Grado di protezione

CE · UL 508A · CSA

Certificazioni di sistema

400 V AC

Trifase, 50/60 Hz

65 kA

SCCR a 480 V AC

OPC UA

Architettura di comunicazione

PL e · SIL 3

Livello di sicurezza massimo

/// Quadro di automazione

Quadro di automazione e controllo per bioreattore industriale

Il quadro elettrico di automazione, in carpenteria di acciaio inox AISI 304 con finitura satinata, è progettato per la gestione e la regolazione di un bioreattore industriale. L’intero sistema è conforme agli standard internazionali, con certificazioni CE, UL e CSA per l’impiego sui mercati europeo e nordamericano.

L’architettura si basa sullo standard aperto e sicuro OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) e separa nettamente i compiti operativi.

Controllo logico, sicurezza e attuazione (PLC)

Le piattaforme PLC Siemens o Allen-Bradley governano gli interblocchi di sicurezza in tempo reale, gli anelli di processo fisici (temperatura e pressione) e l’attuazione delle valvole. Le valvole di processo sono comandate da un’isola pneumatica SMC collegata via IP Ethernet.

Acquisizione analitica e integrazione (Vinci Biotechnologies & Bioflex™)

I parametri di coltivazione — pH, ossigeno disciolto (DO) e biomassa — sono acquisiti dalla scheda elettronica Kbiotech dedicata, che dialoga nativamente con il PLC locale via OPC UA e trasmette i dati necessari alla logica di controllo in tempo reale, per esempio il dosaggio correttivo.

/// Scheda tecnica

Specifiche

Specifiche generali e meccaniche

Materiale della carpenteria: Acciaio inox AISI 304 (EN 1.4301) con finitura satinata fine (Scotch-Brite), adatta a camere bianche farmaceutiche e alimentari.
Grado di protezione: IP66 / NEMA 4X: protezione completa da polvere, getti d’acqua ad alta pressione e agenti corrosivi.
Accessibilità: Porta frontale con cerniere a scomparsa, inserti a doppia mappa e maniglia-sezionatore con interblocco meccanico.
Certificazioni di sistema: Marcatura CE (direttive Macchine, Bassa tensione ed EMC) · UL 508A listed (quadri di comando industriali, USA) · CSA C22.2 No. 14 (Canada).
Segregazione interna: Separazione fisica secondo le linee guida UL 508A: barriere isolanti dividono i circuiti di potenza dai circuiti di comando e segnale (PELV/SELV).
Schermatura EMC: La scheda Kbiotech e le morsettiere dei sensori di coltivazione sono chiuse in un vano metallico schermato a parte, per eliminare le interferenze elettromagnetiche degli azionamenti di potenza, per esempio gli inverter dei motori di agitazione.
Segregazione pneumatica: L’isola pneumatica SMC è isolata in un vano inferiore con scarichi di condensa: eventuali microperdite di aria compressa o umidità non raggiungono i componenti elettronici critici.

Alimentazione e distribuzione

Tensione di linea: 400 V AC ±10%, trifase + neutro + terra, 50/60 Hz.
Configurazioni alternative: Predisposizione hardware a doppia tensione per 110 V AC (60 Hz, reti statunitensi) o 220 V AC monofase.
Potenza: Scalabile in base al volume del bioreattore e al carico termico: motori di agitazione, riscaldamento e raffreddamento della camicia.
Alimentazione ausiliaria: 24 V DC stabilizzati da alimentatori ridondanti approvati UL Class 2, per la continuità di PLC, isola SMC e sistema Kbiotech.
Corrente di cortocircuito (SCCR): 65 kA SCCR a 480 V AC di serie, o personalizzata secondo i requisiti dell’impianto, senza trasformatori di isolamento a monte.
Metodo di conformità UL 508A: L’SCCR complessivo del quadro è calcolato e verificato secondo il Supplement SB della UL 508A.
Coordinamento dei componenti: Tutti i componenti di linea — sezionatore generale, fusibili limitatori Classe CC o J, contattori di sicurezza e avviatori motore — sono coordinati con elevato potere di interruzione. I componenti a valle (alimentatori 24 V DC, inverter) sono protetti da dispositivi di protezione da sovracorrente (OCPD) dimensionati, perché un singolo componente di classe inferiore non declassi l’intero quadro, per esempio a 5 kA.

Architettura di controllo (PLC Siemens / Allen-Bradley)

Piattaforma hardware: Siemens S7-1500 / ET 200SP oppure Allen-Bradley CompactLogix / ControlLogix.
Compiti: Esecuzione degli anelli PID termici e di pressione, logiche di interblocco, sequenze CIP/SIP automatiche e comando delle valvole di processo ad alta risoluzione temporale.
Rete interna al quadro: Switch industriale gestito, ottimizzato per la segmentazione del traffico di campo (PROFINET o EtherNet/IP).

Isola pneumatica SMC (comandata via IP Ethernet)

Serie: Isola di valvole SMC Serie SY ad alta efficienza, o equivalente, con nodo di comunicazione fieldbus integrato.
Interfaccia di comunicazione: EtherNet/IP o PROFINET (IP Ethernet), collegata direttamente al PLC master.
Funzione: Pilotaggio pneumatico delle valvole di processo del bioreattore: linee gas, inoculo, campionamento, alimentazione dei nutrienti e valvola di scarico sul fondo. Supporta la diagnostica di campo — stato delle bobine, cortocircuiti, conteggio dei cicli.

Acquisizione analitica e rete (Vinci Biotechnologies & Bioflex™)

Hardware di acquisizione: Scheda elettronica Kbiotech con tecnologia National Instruments cRIO SOM integrata, alloggiata in un vano interno schermato contro le interferenze elettromagnetiche.
pH: Interfaccia per elettrodo combinato con compensazione automatica della temperatura (ATC).
Ossigeno disciolto (DO): Canali dedicati per sensori ottici a luminescenza o amperometrici.
Biomassa: Integrazione per densità ottica (OD) o sensori di densità cellulare vitale a capacitanza.
Canali ausiliari: Predisposizione per potenziale redox (ORP), pCO₂ o conducibilità.
Interfaccia con il PLC locale (OPC UA): Comunicazione client/server cifrata in tempo reale: il PLC legge i parametri di coltivazione per comandare le pompe di dosaggio — acido, base, antischiuma, nutrienti — e invia i comandi di calibrazione alla scheda Kbiotech.
Distribuzione su più PLC: Il server OPC UA integrato accetta più client in contemporanea: i dati di coltivazione possono essere replicati in tempo reale su PLC di terze parti — gestione utilities, SCADA di stabilimento, controllori dei serbatoi — senza hardware intermedio.
Interfaccia verso la rete esterna: Un collegamento di rete dedicato porta i dati sulla rete aziendale, per l’interazione nativa con Bioflex™: monitoraggio remoto, strategie di alimentazione automatiche e registrazione sicura dei dati di batch.

Ingressi diretti al PLC (sicurezza e processo fisico)

Temperatura: Sensori RTD (PT100/PT1000) cablati direttamente sui moduli termici del PLC, per il controllo di processo e i limiti di sicurezza.
Pressione: Trasmettitori sanitari 4–20 mA, o HART, letti direttamente dal PLC per la regolazione della contropressione e gli allarmi di sovrappressione.

Sistema di sicurezza (arresto e riarmo)

Livello di integrità: Progettato secondo le direttive CE e gli standard UL fino a PL d / PL e (ISO 13849-1) o SIL 2 / SIL 3 (IEC 61508).
Arresto di emergenza: Circuito di sicurezza cablato ridondante a due canali, tramite relè di sicurezza o PLC di sicurezza, azionato dai funghi di emergenza. L’intervento toglie potenza a motori, resistenze e pompe di dosaggio e interrompe l’alimentazione all’isola pneumatica SMC.
Riarmo in sicurezza: Il riarmo richiede uno stato di sicurezza pulito e l’intervento manuale sul pulsante blu luminoso di reset, sul fronte quadro. PLC e Bioflex™ registrano la transizione e bloccano la fase di ricetta in corso, per impedire riavvii non voluti dei motori o aperture accidentali delle valvole.

/// Il resto della piattaforma

Software Bioflex™

Piattaforma SCADA per il controllo del bioprocesso: monitora fino a 12 bioreattori insieme, con ricette, audit trail e firme elettroniche conformi a FDA 21 CFR Part 11.

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Moduli Biobook I/O

Ogni modulo può funzionare da solo o come parte di una piattaforma di bioreattori completamente integrata, per configurazioni, processi e applicazioni di laboratorio diversi.

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