Detaillierte Ausführung
Anwendung
Das System erzeugt Typ-1-Reinstwasser für Laboranwendungen mit bis zu 18,2 MΩ·cm und einer Abgabemenge von bis zu zwei Litern pro Minute. UV-Photooxidation und Finalfiltration unterstützen die Entfernung organischer Verunreinigungen und Mikroorganismen; TOC-Monitoring überwacht die Wasserqualität.
Je nach Ausführung steuert das System zwei bis vier Entnahmestationen mit präziser, mengenbasierter Ausgabe.
Ausgangslage und Anforderungen
Für das erste eigene Produkt des Kunden sollte eine Steuerung entstehen, die mehrere Gerätevarianten und unterschiedliche Ausbaustufen abdeckt.
Anforderungen:
– eine Steuerung für mehrere Gerätevarianten
– zwei bis vier Entnahmestationen
– präzise Mengenausgabe bis hin zur tropfenweisen Entnahme
– kompakter Formfaktor
– TOC-Monitoring und Überwachung der Wasserqualität
– Aufzeichnung und Bereitstellung von Qualitäts- und Entnahmedaten
– Validierung eingesetzter Kartuschen
– Kommunikation der Entnahmestationen über CAN
Umsetzung
IMACS Systembasis
Die Steuerung basiert auf einer emBRICK-M7-Steuerungseinheit. Die benötigten I/O-Funktionen konnten vollständig mit bestehenden emBRICK-Modulen abgedeckt werden.
Elektronik und mechanische Konstruktion wurden gemeinsam mit dem Kunden entwickelt. Aufgrund des sehr begrenzten Bauraums in den Entnahmestationen verdichtete IMACS die I/O-Funktionen auf einer kundenspezifischen Platine und reduzierte den Platzbedarf der Hardware um mehr als ein Drittel.
Die Steuerungssoftware entstand mit radCASE; der Kunde entwickelte die HMI anschließend selbst mit radCASE weiter.
Dieselbe Hard- und Software deckt mehrere Gerätevarianten mit unterschiedlicher Reinstwasserleistung ab.
Ergebnis
Im Einsatz
Die Steuerung koordiniert je nach Ausführung zwei bis vier Entnahmestationen und überwacht die relevanten Qualitätsdaten des Reinstwassers. Entnahmen werden protokolliert, definierte Mengen präzise ausgegeben und die Stationen über CAN untereinander abgestimmt.
So unterstützt das System sowohl die reproduzierbare Wasserqualität als auch die nachvollziehbare Dokumentation im Laborbetrieb.
Im Lebenszyklus
Dieselbe Steuerung kommt in mehreren Gerätevarianten zum Einsatz. Dabei werden Unterschiede in Leistung und Ausstattung innerhalb derselben Steuerungsarchitektur abgebildet.
Bereits entwickelte emBRICK-Funktionen konnten für das Produkt übernommen und kompakt verdichtet werden. Neue Varianten und Anpassungen bauen damit auf einer bestehenden technischen Basis auf.
Technische Lösung
Systemarchitektur IMACS Basis & Anpassung
emBRICK-M7-Steuerungseinheit
FreeRTOS
High-Density-Integration mehrerer emBRICK-I/O-Funktionen auf kundenspezifischer Platine
CAN-Bus zwischen den EntnahmestationenSteuerungslogik IMACS Entwicklung
radCASE mit Konfiguration, automatischer Codegenerierung und SimulationKommunikation IMACS Basis
Modbus TCP, OPC UA und MQTT LAN, USB und integrierter WebserverSystemfunktionen IMACS Basis
TOC-Monitoring und Überwachung der Wasserqualität
Steuerung von UV-Lampen und Ventilen
parametrierbare Mengenausgabe
Aufzeichnung von Qualitäts- und EntnahmedatenInteraktion IMACS Basis, Kundenseitige Weiterentwicklung
4,3-Zoll-Farbdisplay mit Touch Folientastatur an den Entnahmestationen
HMI mit radCASE modelliert und kundenseitig weiterentwickeltGehäuse & Einsatz IP65
Kunde
Vertraulich
Unser Kunde ist ein international tätiger Anbieter von Systemen und Lösungen für die Labor- und Forschungsinfrastruktur. Das Produktportfolio umfasst unter anderem Anlagen zur Aufbereitung und Bereitstellung von Laborwasser für anspruchsvolle Anwendungen in Forschung, Analytik und Qualitätssicherung.