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Vakuum im Labor Vakuum 4.0: Automationslösung für Vakuumanwendungen

Autor / Redakteur: Rosemarie Kmitta* und Peter Pascher** / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Wiederkehrende Labortätigkeiten bieten ein hohes Automationspotenzial. Lesen Sie, wie ein externes Automationssystem inkl. einer Software Sie unterstützt, das optimale Vakuum für die jeweilige Anwendung zu erzeugen.

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Abb.1: Softwareunterstützte Automationslösungen ermöglichen zahlreiche Prozessverbesserungen im Labor (Symbolbild).
Abb.1: Softwareunterstützte Automationslösungen ermöglichen zahlreiche Prozessverbesserungen im Labor (Symbolbild).
(Bild: ©sdecoret - stock.adobe.com)

In vielen Bereichen hat die Automatisierung bereits Einzug gehalten, so auch im Labor. Die Vorteile liegen auf der Hand: nicht nur gesteigerte Qualität und Produktivität, sondern auch weniger Kosten und Zeitaufwand. Von diesen Vorteilen möchten immer mehr Anwender profitieren – auch solche, die keine detaillierten Kenntnisse im Bereich Automatisierungstechnik besitzen. Um allerdings Prozesse im Labor zu automatisieren wie z. B. eine Destillation, müssen oft Geräte von verschiedenen Herstellern in ihren Funktionen aufeinander abgestimmt werden, so auch die Vakuumpumpen von Vacuubrand. Die Automatisierungssysteme von Hitec Zang machen es möglich und bieten einen leichten Einstieg in die smarte Welt des Labors 4.0.

Forderung: Einfache und flexible Handhabung

Mithilfe der Automatisierungslösung von Hitec Zang können Anwender in Labor, Technikum und Miniplant ihre chemisch-verfahrenstechnischen Prozesse auch ohne fundiertes Automatisierungswissen steuern und überwachen. Das System besteht aus dem Laborautomatisierungssystem Labmanager (Hardware, s. Abb. 2) und der zugehörigen Steuerungssoftware Labvision. Auf der Hardwareseite werden die Laborgeräte über eine serielle Schnittstelle oder über Ethernet an den Labmanager angeschlossen. Damit bieten sich einfache Anschlussmöglichkeiten für Laborgeräte wie Vakuumpumpstände, Thermostate, Waagen und Aktoren sowie Sensoren. Mit der Steuerungssoftware Labvision visualisieren die Anwender ihre Prozesse. Die angeschlossenen Geräte lassen sich anwendungsorientiert steuern und überwachen. Verlaufsparameter wie Vakuum oder Temperatur können eingestellt sowie automatisch protokolliert werden.

Abb.2: Mit dem Laborautomatisierungssystem Labmanager vernetzen Anwender ihre Laborgeräte, im Bild einen Vakuumpumpstand.
Abb.2: Mit dem Laborautomatisierungssystem Labmanager vernetzen Anwender ihre Laborgeräte, im Bild einen Vakuumpumpstand.
(Bild: Vacuubrand)

Hitec Zang verfügt über umfangreiche Expertise in der Automation. In Anlehnung an Prozessleitsysteme aus der Produktion bietet das Unternehmen auch speziell für das Labor entwickelte Systeme an, die einfach zu verwenden und flexibel sind. „Wir ermöglichen Setups vom kleinen Messwerteerfassungssystem bis zum kundenspezifischen, komplexen Prozessleitsystem. Die Einfachheit und Flexibilität unserer Systeme bieten den großen Vorteil, dass nach Implementierung der Kunde im Idealfall neue Laborgeräte auch selbst anlegen kann“, sagt Philipp Thenée, Projektingenieur bei Hitec Zang.

Smarte Laborgeräte für die Vernetzung

Der Experte für Automatisierung und Anlagenbau arbeitet schon lange mit Vacuubrand zusammen und kann so neben vielen anderen Laborgeräten auch die Vakuumtechnik über seine Automatisierungssoftware steuern.

„Die Kunden bestätigen uns immer wieder die lange Haltbarkeit und verlässliche Qualität der Produkte von Vacuubrand. Die kompakten Vakuumpumpstände mit intelligentem Controller passen außerdem gut in unser Konzept der einfach handhabbaren Automatisierung. Viele Kunden fragen von alleine, ob Geräte von Vacuubrand angebunden werden können“, berichtet Thenée.

Für die einfache Integration in das moderne Labor hat Vacuubrand den Vakuumcontroller Vacuu·Select in seiner aktuellen Variante mit dem Schnittstellenstandard Modbus TCP ausgerüstet, sodass er optimal mit der Steuerungssoftware kommunizieren kann.

„Der Vacuu·Select-Controller ermöglicht die einfache Steuerung der Vakuumpumpe. Er bietet eine Auswahl an vordefinierten typischen Prozessabläufen mit leichter Parametereingabe sowie die Möglichkeit zum Speichern von neuen individuellen Prozessen. Über die Automatisierungstechnik von Hitec Zang lassen sich diese intelligenten Features nun in den gesamten Prozess im Zusammenspiel mit anderen Geräten integrieren und darstellen“, sagt Dr. Barbara Richarz, Leiterin Produktmanagement bei Vacuu­brand.

Abb.3: Darstellung einer Destillation in der Software Labvision mit einem integrierten Vakuumpumpstand PC 3001 Vario select.
Abb.3: Darstellung einer Destillation in der Software Labvision mit einem integrierten Vakuumpumpstand PC 3001 Vario select.
(Bild: Hitec Zang)

Ein mögliches Szenario für die Verwendung von vernetzten Laborgeräten im Lab 4.0: Der Anwender im Labor konfiguriert seinen spezifischen Prozess, beispielsweise eine Destillation. Dafür wählt er in der Software Labvision die benötigten Geräte aus: Thermostat, Waage, Magnetrührer usw. – und auch den Vakuumpumpstand mit Controller. Es folgt für jedes Laborgerät die Eingabe der gewünschten Parameter für z. B. Temperatur oder Druckverlauf. Dann startet der Anwender nur noch den Prozess, der nun automatisch abläuft und protokolliert wird. Die Prozesse können über das Netzwerk auch standortübergreifend ferngesteuert werden.

Der Vacuu·Select-Controller kann in der Automatisierung für verschiedene Schritte eingesetzt werden, wie:

  • Start/Stopp der Vakuumpumpe
  • Auswahl vordefinierter oder individueller Prozesse
  • Parametereinstellungen wie Vakuum-Sollwerte und Prozess­dauer
  • Export des protokollierten Druckverlaufs

Fazit: intelligente Vakuum­steuerung im Labor 4.0

Hitec Zang meistert den Spagat zwischen komplexen Anforderungen und intuitiv bedienbaren Automa­tisierungslösungen. Auch Vacuubrand setzt mit Produkten wie dem Vakuumcontroller Vacuu·Select auf das moderne Arbeiten im Labor 4.0. Durch die Kooperation ermöglichen die Unternehmen eine intelligente Integration der Vakuumerzeugung und -steuerung in den Gesamt­prozess. n

* R. Kmitta VACUUBRAND GMBH + CO KG, 97877 Wertheim

* * P. Pascher HiTec Zang GmbH, 52134 Herzogenrath

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