Success Story: Nahtlose Konnektivität für optische Inspektionssysteme in der Pharmaindustrie

Ein indisches Technologieunternehmen – spezialisiert auf die Konstruktion, Entwicklung und Herstellung von maßgeschneiderten Automatisierungslösungen für die Pharmaindustrie – sah sich im Rahmen eines Kundenprojektes mit der Herausforderung konfrontiert, ein echtzeitfähiges visuelles Inspektionssystem für die Qualitätssicherung pharmazeutischer Verpackungen zu entwickeln. Dieses überprüft sowohl die korrekte Form als auch die Unversehrtheit von Aluminium-Verschlusskappen medizinischer Injektionsfläschchen, die eine Gummimembran zur Entnahme flüssiger Inhaltsstoffe per Spritze enthalten.

Der Lösungsaufbau besteht aus einem herkömmlichen Desktop-PC mit i7-Prozessor und 32 GB RAM, der per LAN-Kabel und über klassisches Ethernet mit zwei Kameras verbunden ist. Diese liefern die Bilder für die visuelle Inspektion der pharmazeutischen Behälter auf dem Fördersystem und untersuchen die Deckel auf Beschädigungen oder kosmetische Abweichungen wie Biegungen, Risse, Flecken oder Falten. Die umfassenden Bilddaten werden schließlich über die Software FabImage Studio 5.3 Professional verarbeitet. Von diesem Ethernet-basierten PC-System aus galt es schließlich, eine effiziente und zuverlässige Echtzeit-Datenübertragung über PROFINET IO zur Siemens S7 SPS herzustellen, damit diese die Ausschleusung fehlerhafter Injektionsfläschchen veranlassen kann. Dies brachte diverse Herausforderungen für das Pharmaunternehmen aus Indien mit sich.

Einfache Integration mit cifX

Um die anspruchsvolle Schnittstelle zwischen der Bilddatenverarbeitung und der Feldebene zu schließen, wurden schließlich die Kommunikationsexperten und -expertinnen von Hilscher India hinzugezogen. Denn mit den cifX-PC-Karten, die in allen gängigen Formfaktor verfügbar sind, bietet Hilscher das ideale Portfolio, um PC-basierte Geräte und Systeme einfach und schnell in automatisierte Umgebungen zu integrieren.

Schließlich entschied sich der Kunde für die PCI-Express-Karte CIFX 50E-RE, die auf Hilschers netX100-SoC basiert und sowohl als Master oder Slave fungieren kann. Die Multiprotokollfähigkeit der PC-Karte ermöglicht die industrielle Kommunikation über alle gängigen Real-Time-Ethernet(RTE)- sowie Feldbus-Systeme. Der Protokollwechsel erfolgt dabei durch einfaches Umladen der Firmware. Ein besonderer Pluspunkt für die Integration mit der oben beschriebenen Inspektionssoftware war, dass in der FabImage Library bereits fertig entwickelte Funktionen und APIs für cifX und PROFINET hinterlegt waren. Der Integrationsaufwand reduzierte sich somit auf ein Minimum.

Vom Projektbeginn im Februar 2024 bis zur Überführung des Inspektionssystems in den Regelbetrieb vergingen dank der einfachen Hard- und Softwareintegration der cifX-PC-Karte lediglich zwei Monate. Mit einem Durchsatz von 600 Injektionsfläschchen pro Minute bietet das System Anwendern aus der Pharmaindustrie enorme Potenziale für die Produktivität und Effizienz ihrer Qualitätssicherung. Zudem besticht die Lösung mit maximaler Zuverlässigkeit und Genauigkeit, was speziell in der Pharmaindustrie – mit ihren strengen Anforderungen an die Produktsicherheit und -qualität – von entscheidender Bedeutung ist.

Aufgrund der schnellen Umsetzung und enormen Vorteile für den Endanwender, möchte der indische Automatisierer die Einbindung des Systems in weitere RTE-Umgebungen umsetzen. Als konkretes Folgeprojekt wird das Vision-System mit Beckhoff-Steuerungen über EtherCAT integriert. Als Kommunikations-Interface zwischen PC-System und SPS dienen in diesem Fall nicht nur cifX-Karten, sondern auch das LAN-Gateway netHOST von Hilscher.

Die Vorteile der cifX-PC-Karten für Automatisierer im Überblick:

• Minimaler Integrationsaufwand dank standardisierter Schnittstellen und Treiber
• Maximale Flexibilität durch Multiprotokollfähigkeit
• Vielfältige Hardwareoptionen für jeden Anwendungsfall