製薬産業における光学検査システムのシームレスな接続性
製薬産業向けの特注オートメーションソリューションの設計、開発、製造を専門とするインドのテクノロジー企業は、顧客プロジェクトの一環として、薬剤容器の品質を管理するリアルタイムの外観検査システムの開発という課題を抱えていました。このシステムでは、液体成分をシリンジで抽出するためのゴム栓がある医療用注射薬バイアルの密閉アルミキャップの形状が適正であることと、無傷であることの両方を確認します。
このソリューションは、i7プロセッサと32 GB RAMが搭載された従来型のデスクトップPCで構成されており、LANケーブルと従来のイーサネットで2台のカメラと接続されています。これにより、コンベヤシステム上の薬剤容器の外観検査を行うための画像が生成され、蓋に破損や外見の偏差 (曲がり、亀裂、汚れ、しわなど) がないかが検査されます。その後、総合的な画像データは、FabImage Studio 5.3 Professionalソフトウェアで処理されます。最後の作業は、このイーサネットベースのPCシステムからPROFINET IO経由でSiemens S7 PLCに、効率的で信頼性が高いリアルタイムのデータ転送を行い、PLCで欠陥のある注射薬バイアルの排出を開始できるようにすることでした。これには、様々な課題がありました。
cifXと簡単に統合
画像データ処理と現場レベルの間にある厄介な溝を埋めるため、ついに、Hilscher Indiaの通信のエキスパートたちに応援が要請されました。一般的なあらゆるフォームファクタを取り揃えたcifX PCカードを擁するヒルシャーは、PCベースのデバイスやシステムを、迅速かつ簡単に自動化環境に統合するための理想的なポートフォリオを提供しています。
最終的に、このお客様は、PCI ExpressカードCIFX 50E-REを選択しました。これは、ヒルシャーのnetX100 SoCがベースになっており、マスタとしてもスレーブとしても機能できます。PCカードにマルチプロトコル機能があるため、産業用通信で、一般的なあらゆるリアルタイム・イーサネット (RTE) とフィールドバスシステム全体に対応することが可能です。プロトコルは、ファームウェアをリロードするだけで変更できます。ヒルシャーのPCカードとFabImageの検査ソフトウェアを統合する上での格段のメリットは、FabImage Libraryに完全に開発された機能と、cifXおよびPROFINETのAPIがすでに組み込まれていたことでした。このため、統合作業を最小限まで削減できました。
ただし、IOデータ処理の重大な課題は、異なるデータ型やサイズの表現に対して、FabImageに存在するソフトウェア固有の制限でした。16ビットの整数の場合は2バイト、float値の場合は4バイトなど、パラメータを特定のバイト構成で表示する必要がありました。このため、検査パラメータごとに異なるI/Oサイズを定義する必要があり、リアルタイムのデータ更新に一貫性がなくなり、検査データセットが失われることもありました。
CIFX 50E-RE PCカードを統合したことで、I/O要件の定義とパラメータ化が体系的に行われるようになり、データ損失が大幅に少なくなりました。カードのモジュール式の入出力により、用途に合わせた柔軟な構成が可能になったため、データ転送パフォーマンスが向上し、正確な検査結果が保証されるようになりました。
cifX PCカードのハードウェアおよびソフトウェアは簡単に統合できるため、2024年2月にプロジェクトを開始してから、検査システムを通常業務に導入するまで、2か月しかかかりませんでした。1分あたり600個の注射薬バイアルというスループットのこのシステムは、製薬産業のユーザに、品質保証の生産性と効率性を向上させる大きな可能性をもたらします。また、このソリューションの特徴は、信頼性と正確性が非常に高いことです。これは、製品の安全性と品質に厳しい要件がある製薬産業では、特に重要なことです。
迅速に実装できて、エンドユーザのメリットが非常に大きいため、インドのオートメーションのスペシャリストは、別のRTE環境へのシステムの統合を希望しています。具体的な後継プロジェクトとして、ビジョンシステムが、EtherCAT経由でBeckhoffコントローラと統合される予定です。このケースでは、cifXカードだけでなく、ヒルシャーのnetHOST LANゲートウェイも、PCシステムとPLC間の通信インターフェースとして機能します。
次に、オートメーション企業向けのcifX PCカードのメリットを一覧にして示します:
cifX PCカードは、PCベースのデバイスを自動化環境に統合する最も簡単で迅速な方法です。当社のnetX通信コントローラをベースに、あらゆるアプリケーションに対応したフォームファクタで、すべてのプロトコルにアクセスできます。
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