Laborautomatisierung Hardware

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1 Hier finden Sie: LabManager -Laborautomatisierungssysteme MSRmanager -Automatisierungssysteme Schnittstellenkarten PNK-Zusatzgeräte extern Gleichstromversorgungen Simulations- und Prüfgeräte Anzeige- und Bedienkomponenten Peripheriegeräte HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

2 LabManager -Laborautomatisierungssystem Das LabManager-System ist das Automatisierungsbzw. Prozessleitsystem mit spezieller Eignung für Labor-, Technikums- Mini- und Bench-Plant Anlagen. Es eignet sich zur Automatisierung von praktisch allen chemisch-verfahrenstechnischen Batch-, Semibatch- und Kontiprozessen. Das LabManager-System wurde in enger Zusammenarbeit mit Fachleuten aus Laboratorien und Technika der bedeutenden Chemieunternehmen entwickelt. Es hat sich in einer Vielzahl von Anwendungen bewährt und auf breiter Basis als Standard etabliert. Den NAMUR Empfehlungen für Forschungsprozessleitsysteme (FPLS) entsprechend, wurde bei der Entwicklung besonderer Wert auf eine benutzerfreundliche Bedienoberfläche, kompakte Bauweise und hohe Anwendungsflexibilität gelegt. Das LabManager FPLS zeichnet sich besonders dadurch aus, dass es auch für automatisierungstechnische Laien transparent und leicht zu handhaben ist. So können Sie z.b. dank der standardisierten NAMUR Anschlusstechnik Ihre Sensoren, Stellglieder und Geräte selbst anschließen. Oder, mit Hilfe der grafisch programmierbaren Rezeptursteuerung HiBatch und der Grundoperationenbibliothek, das Steuerprogramm für eine komplexe Synthese in wenigen Minuten erstellen. Die Systeme amortisieren sich i. d. R. bereits in weniger als einem Jahr durch intensivere Nutzung Ihrer Personal- und Ausstattungs-Ressourcen GLP/GMP-gerechte Arbeitsweise ohne Mehraufwand optimale Reproduzierbarkeit Ihrer Rezepturen, auch nach Jahren lückenlose Dokumentation des gesamten Prozessgeschehens Einsparungen bei der Instrumentierung dank virtueller Geräte Entlastung des Laborpersonals von Routinetätigkeiten verkürzte Time to Market für Ihre Produkte Die wichtigsten Resultate: Qualitätsteigerung Gefahrenreduktion Kostensenkung LabManager, das Schnittstellengenie! 2 30 Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

3 Einsatzbereiche Extraktion Kristallisation Mikroreaktionstechnik Produktionsnahe Labors (Verifikation) Rohstoffvorkontrolle Qualitätssicherung Der LabManager findet u.a. Einsatz in den Bereichen: Chemie Pharma Biotechnologie Lebensmitteltechnologie Umwelttechnologie Qualitätssicherung Versuchsanlagen und Prüfstände Anwendungen Den Einsatzmöglichkeiten im Chemielabor, im Technikum, in der Miniplant und im Betrieb sind aufgrund der einzigartigen Flexibilität praktisch keine Grenzen gesetzt. Typische Anwendungen des Systems in den Bereichen Chemie und Pharma sind: Verfahrensentwicklung Prozessoptimierung Ein- und Mehrkessel-Anlagen Parallelreaktorsysteme High-Throughput-Experimente Bench-Plant Anlagen Miniplant Anlagen Kontiprozesse Batchprozesse Semibatchprozesse Synthesen Reaktionskalorimetrie Exothermie-Frühwarnung Screening Scale-Up Polymerisation Destillation Das System bietet alle Funktionalitäten von Automatisierungs- und Prozessleitsystemen wie: Messwerterfassung Prozesssteuerung Rezeptursteuerung Regelung Prozessüberwachung Prozessvisualisierung Alarmierung Online Eingriffe Protokollierung Archivierung Alle chemisch-verfahrenstechnischen Grundoperationen vom Dosieren bis zur Probennahme werden automatisiert (siehe Automatisierung mit dem LabManager). Alle Messwerte und Ereignisse werden erfasst (siehe LabManager), visualisiert (siehe LabVision), und automatisch ausgewertet (siehe HiText, elektronisches Labororjournal, LIMS Datenbank und KalDas). HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

4 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Gegenstand EUR Direkte Kosten der ,00 Laborautomatisierung Planung, Einarbeitung, ,00 Anlagenumrüstung Schulung, der Anwender 3.000,00 Gesamtkosten ,00 Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wird am Beispiel einer Polymerisation im Laborreaktor durchgeführt. I. Handsteuer-Betrieb Versuchsablauf: Vorgang Stunden Einwiegen 1 Aufheizen 1 Dosieren 4 Nachpolymerisieren 4 Entleeren und Reinigen 1 Summe 11 Versuchsstart z.b. um 7:30 Uhr, Versuchsende 18:00 Uhr. Entsprechend ist maximal ein Versuch pro Tag möglich! II. Automatisierte Versuchsführung mit dem LabManager Unbeaufsichtigtes Verfahren mit Temperaturführung Dosierung Drehmomentüberwachung Versuchsdatenaufzeichnung Online Auswertung Klartextprotokoll bei Bedarf mit Fernalarmierung usw. Tagesablauf: Erster Versuchsstart z. B. um 8:00 Uhr, Versuchsende 19:00 Uhr. Zwischenzeitlich ist der Laborant entlastet für die Auswertung des Automatiklaufs der letzten Nacht und die Vorbereitung der nächsten Versuche. Zweiter Versuchsstart z. B. um 19:30 Uhr, Versuchsende 6:30 Uhr (unbeaufsichtigt). Entsprechend sind nun zwei Versuche pro Tag möglich anstelle eines Versuches pro Tag bisher! Die Labornutzung verbessert sich um 100 %. Aus den Gesamtkosten und den Kosten eines Labortages von z.b. 750,00 EUR berechnet sich die Amortisationzeit zu: Amortisationszeit = 50 Tage! Selbst bei einer Worst Case Betrachtung unter Annahme einer Verbesserung der Labornutzung um nur 15%, was einer Einsparung von ca EUR pro Jahr entspricht, beträgt die Amortisationszeit immer noch weniger als ein Jahr! Zusätzliche Nutzeffekte: GLP-konforme Arbeitsweise durch signifikante Verbesserung der Dokumentation, der Qualität und der Reproduzierbarkeit. Weitere Amortisationsrechnungen für Chemielaboratorien Katalysatorforschungslabor Reihenversuche (Einsparungen durch unbeaufsichtigten Nachtbetrieb): Amortisationszeit = 3 Monate! Farbenlabor Häufig wechselnde Rezepturen (Einsparungen durch vereinfachte Parametrierung mittels HiBatch Rezeptursteuerung und unbeaufsichtigten Nachtbetrieb) Amortisationszeit = 6 Monate! Selbstverständlich kommen Sie auch im Kontibetrieb zu ähnlichen Ergebnissen, wenn nachts, statt Personal vor Ort, nur eine Rufbereitschaft mit Fernalarmierung eingesetzt wird. Es ist bekannt, dass jeder Tag, den ein neues Produkt früher am Markt ist, sechs- bis siebenstellige Mehreinnahmen bedeuten kann. Dies macht deutlich, wie sehr die Automatisierung der Laborprozesse heute ein Muss ist! Bei Verwendung der Projektmodulbibliotheken, verkürzt sich die Projekterstellung nochmals wesentlich Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

5 Herkömmliche Automatisierung vs. LabManager Mit den anwendungsorientierten Gerätebausteinen werden typische automatisierungstechnische Grundfunktionen und Grundoperationen wie Dosieren, Vakuumregelung und Reaktorinnentemperaturregelung auf einfache Weise realisiert. Die anwendungsorientierten Gerätebausteine beinhalten die ganze benötigte Funktionalität. Die Dosier-Gerätebausteine bieten zusätzlich die Möglichkeit, den Vorlagebehälter ohne Dosierungsunterbrechung automatisch oder manuell nachzufüllen. Das Parametrieren von Reglern entfällt und damit eines der größten, und vor allem zeitraubendsten Probleme, in der Praxis. Im Gegensatz zu herkömmlichen Automatisierungssystemen können nahezu alle Änderungen, die sich während eines laufenden Versuchs als erforderlich erweisen, ohne Abfahren der Anlage durchgeführt werden. Um das Kostensparpotenzial des LabManager- Systems transparent zu machen, sind nachfolgend einige Kostenkalkulationen für die konventionelle Ausführung einiger MSR-technischer Aufgabenstellungen, den Kosten für eine entsprechende Realisierung mit dem LabManager-System gegenübergestellt. Beispiel 1: Ein Dosierkreis für Flüssigkeiten Realisierung a.) Herkömmlich Kosten: Gegenstand Realisierung auf herkömmlicher EMSR/PLT + Einzelkomponenten b.) mit dem LabManager-System EUR Realisisierung auf LabManager + GraviDos von HiTec-Zang Abklärung der Aufgabenstellung 4 Std.* 320,00 2 Std. 160,00 Engineering 6 Std.* 480,00 1 Std 80,00 Beschaffung 4 Std.* 320,00 1 Std. 80,00 Instrumentierungskomponenten Pumpe, Waage, Ventil, 2500,00 GraviDos komplett mit Vorlagebehälter 1700,00 Fittings und Fittings zum Anschluss an Reaktor Zusätzliche Geräte Interface f. Waage 500,00 keine 0,00 Zusätzliches Material Schaltschrank anteilig, 500,00 in Lieferung GraviDos enthalten 0,00 Kabel, Zubehör etc. Ausführung, Test 12 Std.* 960,00 2 Std. 160,00 Dokumentation 4 Std.* 320,00 entfällt, selbstdokumentierend 0,00 Kosten herkömmlich 5900,00 HiTec-Zang 2180,00 * 80 EUR/Std. EUR Die Einsparung durch den LabManager beträgt demnach für diese einzelne Aufgabenstellung bereits 3720,00 EUR! Das entspricht mehr als 60%! Oder anders ausgedrückt, eine konventionelle Lösung ist hier um den Faktor 2,6 teurer! Weitere Einsparungen ergeben sich durch den drastisch geringeren Platzbedarf des LabManagers und erheblich geringeren Kosten bei späterer Umrüstung. Hier kann die typische Einsparung 70-80% betragen! HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

6 Beispiel 2: Dosierregelung von Gasen mit Mass-Flow-Controller Kosten: Gegenstand Realisierung auf herkömmlicher EMSR/PLT + Einzelkomponenten EUR Realisisierung auf LabManager Abklärung 80 EUR/Std. 4 Std. 320,00 1 Std. 80,00 Engineering 80 EUR/Std. 12 Std. 960,00 1 Std. 80,00 Beschaffung 80 EUR/Std. 4 Std. 320,00 1 Std. 80,00 Instrumentierung Mass-Flow-Controller 1500,00 Mass-Flow-Controller anschlussfertig 1580,00 Zusätzliche Geräte Interface/Steuergerät/ 2000,00 integriert in LabManager 0,00 Regler Zusätzliches Material Schaltschrank anteilig, Kabel, 500,00 entfällt 0,00 Zubehör etc. Ausführung 80 EUR/Std. 10 Std. 800,00 1 Std. 80,00 Dokumentation 80 EUR/Std. 4 Std. 320,00 entfällt 0,00 Kosten herkömmlich 6720,00 HiTec-Zang 1900,00 EUR Die Einsparung beträgt demnach für diese einzelne Aufgabenstellung bereits weit über 4820,00 EUR, das entspricht ca. 70%! Oder, anders ausgedrückt, eine konventionelle Lösung ist hier um den Faktor 3,5 teurer! Das wesentliche Sparpotential liegt allerdings in der täglichen Anwendung besonders bei häufig geänderten Prozessen und häufig wechselnden Rezepturen. Eine neue Rezeptursteuerung ist unter LabVision vom Laboranten mit Hilfe einer Grundoperationenbibliothek in einem Zeitrahmen erstellt und abgearbeitet, der bei konventioneller Arbeitsweise allein zur technischen Klärung erforderlich wäre. Zusätzliche Einsparung ergibt sich durch die wesentlich kleinere Stellfläche des LabManagers und erheblich geringeren Kosten bei späterer Umrüstung. Weitere erhebliche Vorteile bezüglich Kosten, Zeit und Flexibilität ergeben sich durch den einfachen Um- und Ausbau des PLT-Systems LabManager bei einem später ggf. erforderlichen Umbau oder einer Erweiterung der Anlage. Die Geräte können jederzeit durch Nachrüsten von Modulen, Panels und Karten erweitert werden. Die Änderung der Anwendungs-Software kann von firmeneigenem Personal vorgenommen werden. Softwareänderungen, Neuanschluss oder Austausch von Sensoren und Aktoren können in der Regel während des Anlagenbetriebs ohne Abfahren durchgeführt werden. Die Einsparungen durch diese Vorteile sind nur ansatzweise zu beziffern, aber nach Einschätzung langjähriger Anwender erheblich. Diese Stärken spielt das LabManager System hauptsächlich im Labor- und Technikumsbetrieb Tag für Tag aus. Benötigen Sie noch mehr Argumente? Gerne bringen wir Sie in Kontakt mit erfahrenen Anwendern des LabManager Systems Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

7 Systemaufbau Die auch als Bedienrechner bezeichnete ABK ist die Schnittstelle zwischen Bediener und Prozess und dient zum Parametrieren Bedienen Beobachten Melden Protokollieren Speichern Auswerten Sie besteht aus einem speziellen PC mit Windows XP oder Windows Vista Betriebssystem und den benötigten LabVision-ABK-Softwaremodulen. Leistungsmerkmale Das im Vergleich zu herkömmlichen Automatisierungssystemem hohe funktionale Niveau der HiTec Zang Automatisierungssysteme zeigt sich besonders in folgenden Punkten: Ein Automatisierungssystem besteht aus einer Prozessnahen Komponente (PNK), hier dem Lab- Manager und einer Anzeige- und Bedienkomponente (ABK). Funktionalität der PNK Die PNK enthält die Schnittstellen für den Anschluss der Sensoren, Aktoren und Geräte. Sie dient zum Erfassen Umformen und Verknüpfen der Signale Überwachen Steuern Regeln etc. Die LabManager und LabBox PNKs sind für die besonderen Umfeldbedingungen im Labor oder Technikum gerüstet. Die Geräte sind deshalb auch besonders platzsparend. Funktionalität der ABK Schnittstellen Die umfangreiche Palette verfügbarer Schnittstellen beinhaltet praktisch alle im Labor eingesetzten Schnittstellen für Sensoren, Aktoren und Geräte vom Temperaturfühler bis zu Analysator. Für die verschiedenen Schnittstellenarten sind Schnittstellenpanels mit standardisierten Anschlussbuchsen verfügbar. Bauart und elektrische Beschaltung der Anschlüsse orientieren sich an den Empfehlungen und Richtlinien für Laborgeräte der chemischen Industrie (NAMUR Empfehlung NE28). Verwechslungen beim Anschließen sind so ausgeschlossen. Geeignete Anschlusskabel für die gängigen Laborgeräte sind verfügbar. Damit sind auch Anwender ohne besondere EMSR-technische und elektrotechnische Kenntnisse in der Lage, Sensoren, Aktoren und Laborgeräte selbstständig anzuschließen. HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

8 EMV-robuste Schnittstellen sorgen für eine problemlose Anwendung auch im rauen Einsatz. Die Geräte enthalten über die Messwerterfassungsund Steuerungs-Funktionseinheiten hinaus die am häufigsten benötigten MSR-technischen Komponenten für: Signal- Ein- und Ausgabe Potentialtrennung Verstärkung Filterung Linearisierung Steuerung Regelung Überwachung und Meldung (Alarmierung) Speisung von Aufnehmern und Stellgliedern Externe Messumformer, Trennverstärker etc. sind nicht mehr erforderlich. Durch das ausgesprochen kompakte Gerät, das in jedem Abzug und auf jedem Labortisch Platz findet, reduziert sich der Platzbedarf auf ein Minimum. In konventioneller Ausführung würde eine vergleichbare Technik einen oder gar mehrere Schaltschränke füllen. Die Möglichkeit, das Gerät direkt an der Anlage zu montieren, hilft signifikant Projektierungs- und Verkabelungskosten einzusparen und ermöglicht die einfache Umrüstung der Instrumentierung. LabManager direkt an der Anlage montiert Ersatz für viele Einzelgeräte Lab/MSR-Systeme ersetzen die Elektronik bzw. den steuerungstechnischen Teil diverser Einzelgeräte oder ganze Geräte der herkömmlichen Laborautomatisierung wie Dosierer Titrator Vakuumstation Regler Schreiber Messumformer Datalogger Sensor- Aktor-Stromversorgung An Stelle aufwändig zu koppelnder Einzelgeräte benötigen Sie nun lediglich einen LabManager oder eine LabBox und einfache Instrumentierungskomponenten. Was bisher nur mit aufwändiger Planung, hohen Installationskosten und hohem Platzbedarf möglich war, steckt nun schlüsselfertig in diesen kompakten Geräten. Zur Grundausstattung aller Lab/MSR PNKs gehören: 2 Punkte Skalierung/Kalibrierung für alle Datenpunkte (Eingänge, Ausgänge,...) Grenz- und Warnwerte für alle Datenpunkte Hand/Automatikumschaltung für jeden Datenpunkt Integrierte Filterfunktionen: Tiefpass, gleitende Mittelung, Min, Max, Streuung, Varianz Mathematische Linearisierungsfunktionen wie ln, exp, sqr, sqrt Linearisierungstabellen für Pt100, NiCr-Ni, Fe- CuNi (Typ L), PtRho 10, PtRho 13, PtRho 30 im FLASH-Speicher Gerätebausteine für die Verknüpfung von Datenpunkten Fühler- und Leiterbrucherkennung Die Skalierungs- und Filterfunktionen ermöglichen die optimale Anpassung an jeden Messaufnehmer. Gerätebausteine Gerätebausteine ermöglichen es, Datenpunkte direkt in der PNK zu verknüpfen. Hierbei handelt es sich um logische Bausteine, deren Ein- und Ausgänge frei verknüpft werden können. Zur Verfügung stehen: Anwendungorientierte Gerätebausteine (opt.) Dosierregler Vakuumregler Temperaturregelkaskade ph-regler 8 30 Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

9 MSR-technische Funktionen PID Regler (optional) Adaptive Regler (optional) Komparator Rampe Sollwertgenerator (Profile) Zeitgeber Impuls Zeitgeber Einschaltverzögerung Zeitgeber Ausschaltverzögerung Waagen- Thermostat- u. Rührerkommunikation LabCom-Kommunikation Temperatur-Kompensation Sample & Hold (Abtast- u. Halteglied) Mathematische Funktionen Differenzierer Integrierer Addierer Subtrahierer Multiplizierer Dividierer Mittelung Algebraisches Polynom Logische Funkionen UND-Glied ODER-Glied Exklusiv-Oder-Glied NOT-Glied Zähler Schaltfunktionen Schalter 1 zu n Schalter n zu 1 Überwachter Ausgang mit/ohne Rückmeldung Speicherglied (Latch) Gerätebausteine gehören zur Standardausstattung einer PNK und müssen nicht zusätzlich bestellt werden (Ausgenommen Anwendungsorientierte Gerätebausteine, Regler und Schnittstellentreiber) Modularität Die PNK-Geräte können jederzeit durch Um- oder Aufrüsten an veränderte oder wachsende Anforderungen angepasst werden. So kann beispielsweise ein Gerät, das zunächst nur zur Messwerterfassung und Überwachung dient, später zum Steuerungsund Regelungssystem aufgerüstet werden. Darüber hinaus kann ein System durch Parallelschalten weiterer PNKs nahezu beliebig erweitert werden. LabManager PNKs sind in verschiedenen Gehäusegrößen von 6 bis 20 freien Panelplätzen lieferbar. Für kleinere Anwendungen eignen sich die Systeme LabBox1 und LabBox-2 mit 2 bzw. 4 Panelplätzen. Auch die Stromversorgung für die Sensorik und die Aktorik kann in die Geräte integriert werden. Alle Geräte sind als individuell bestückbare Basisgeräte oder als Geräte mit Standardbestückung verfügbar. Sicherheit Die PNK-Geräte sind mit dem integrierten 32-bit- Prozessor in der Lage eine Anlage auch autark, d.h. ohne PC zu fahren und entsprechen damit dem Sicherheitsstandard NAMUR-Kategorie drei. Die CPU wird durch eine Hardwarewatchdog-Schaltung überwacht und bootet bei Störungen selbsttätig. Zur Erhöhung der Sicherheit sind ein eigenständiges externes Watchdoggerät (HP-WDOGEXT1) und verschiedene sicherheitsgerichtete Wächter verfügbar. Die ABK ist mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung und einem USV-Managementsystem ausgestattet. Bei längerem Stromausfall wird die ABK kontrolliert abgefahren. Alternative Anschlusstechnik Für Anlagen mit festverdrahteter Instrumentierung ist das MSRmanager-System vorgesehen, welches Anschlussblöcke mit Schraubklemmen an Stelle der Schnittstellenpanels verwendet. Die übrigen Funktionsmerkmale des MSRmanagers sind identisch mit denen des LabManagers. Ein MSRmanager System kann mit den gleichen Soft- und Hardwareoptionen wie ein LabManager erweitert werden. Weitere Informationen siehe MSRmanager. Anschlusstechnik LabManager: Genormte Steckverbinder Anschlusstechnik MSRmanager: Anschlussblöcke mit Schraubklemmen HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

10 Systemkonfigurationen Zum anwendungsgerechten Projektieren der Systemhardware unterstützt LabVision verschiedene Grundtopologien und Medien für die PNK-ABK- Kopplung. Standardmäßig ist eine PNK über eine serielle RS232 Schnittstelle mit einer ABK gekoppelt, optional sind USB oder Ethernet Anbindungen möglich. Zur Überbrückung größerer Entfernungen sind Lichtleiter, RS485-Zweidrahttechnik oder Modem für 2 und 4-Draht Standleitung oder Wählverbindung verfügbar. Die PNKs können über den Ethernet-COM-Server auch direkt an ein Netzwerk angeschlossen werden. Die ABK kann dann an jeder Netzwerksteckdose angeschlossen werden. Mit HiNet können Sie mehrere PNK mit einer ABK vernetzen. HiNet nutzt als Übertragungsmedium Ethernet. HiNet ist einfach zu projektieren. An eine ABK können mehrere PNKs über Mehrfachschnittstellenkarten angeschlossen werden. Auf einer ABK können mehrere LabVision-Lizenzen parallel arbeiten, um mehrere eigenständige Anwendungen zu realisieren. Ein Auswerterechner im Büro kann über ein vorhandenes LAN angekoppelt werden, um Daten für die Auswertung abzurufen. Verteilte Systeme können mit dem plattformübergreifenden Standard realisiert werden. Als Transportmedium dient Standard Ethernet 10/100/1000 Mbit/s, RJ45 Twisted Pair. Geräte von Fremdherstellern sowie Feldbusse, wie der PROFIBUS DP oder das HART-Protokoll können ebenfalls eingebunden werden. Weitere Informationen siehe Fernanbindung Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

11 Automatisierung mit dem LabManager System Das LabManager-System eignet sich zur Automatisierung praktisch aller chemisch-verfahrenstechnischen Operationen und Funktionen wie: Temperaturführung und -kontrolle Geregelte und kontrollierte Temperaturführung über Heiz- /Kühl-Thermostate, Heizelemente oder Dampf für definierte Aufheiz- und Abkühlvorgänge nach beliebigen Kurven bzw. Profilen Destillation und Rückflusssieden Kristallisation Ermittlung kalorischer Kennzahlen Temperaturgeführte Dosierung bei exothermen Einsatzstoffen Der spezielle Gerätebaustein für die Temperaturregelkaskade in Verbindung mit dem Autoparametrierungsmodul HiTune verkürzt die langwierige Prozedur der Parametrierung auf wenige Minuten. Für die Reaktionskalorimetrie sind als betriebsfertiges System das LabKit-rc sowie einzelne Hardund Softwaremodule zum Nachrüsten vorhandener Anlagen verfügbar. Dosieren Geregelte und kontrollierte Dosierung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen über Waagen Durchflusssensoren Ventile getaktet und proportional LabDos Peristaltikpumpen SyrDos Spritzendosierer AlfaDos - Gesteuerte Tropftrichter GraviDos - Geregelte Tropftrichter SoliDos - Feststoffdosierer Massflow-Controller Die selbstparametrierenden Dosier-Gerätebausteine ermöglichen es auch dem regelungstechnischen Laien, eine präzise arbeitende gravimetrische Dosierung in wenigen Minuten zu konfigurieren. Druck und Vakuum Flexible Strategien zur Druckführung vom Vakuum bis zu hohen Drücken auch bei schwierigen Gegebenheiten. Einfach- und Tandem-Aufnehmer Autom. Umschaltung Grob- / Feinaufnehmer Vakuum und Belüftungsprogrammsteuerung Inertisierung Der selbstparametrierende Gerätebaustein Vakuumreglung unterstützt Strecken mit und ohne Belüftung/Inertisierung. HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

12 ph-wert / RedOx-Potential ph-wert und RedOx-Potentiale können überwacht und geregelt werden: Einseitige Regelung (Säure oder Lauge) Zweiseitige Regelung (Säure und Lauge) Titration Rühren mit Drehmoment- und Viskositätserfassung Die Erfassung und Kontrolle des Rührerdrehmoments kann wichtige Zusatzinformationen über den Prozess liefern: Viskosität Dissipierte Energie Reaktionsverlauf Probenahme Kontrollierte Probenahme und Abfüllung von Flüssigkeiten mit: Einzelventilen Mehrwegeventil Pipettierroboter (AutoSam) Darüber hinaus stehen viele weitere, teilweise komplexere, Operationen wie Hydrierung, Oxigenierung, Phasentrennung, fraktionierte Destillation oder Kristallisation zur Verfügung. Spezielle Operationen erstellen wir gerne nach Ihren Spezfikationen. Rezeptursteuerung Mit dem richtungweisenden, grafisch zu programmierenden, Rezeptursteuerungsmodul HiBatch nach NAMUR und IEC können auch Anwender ohne automatisierungstechnische Erfahrung komplexe Rezepturabläufe, wie z. B. mehrstufige Synthesen in kürzester Zeit erstellen und automatisch ausführen lassen (siehe HiBatch). Für Anwender, die möglichst schnell in Betrieb gehen wollen, ist eine umfangreiche Grundoperationenbibliothek (SL-GOPBIB) verfügbar Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

13 Instrumentierung Grundsätzlich können alle Sensoren, Aktoren und Laborgeräte, die über eine Schnittstelle verfügen oder elektrisch versorgt werden, in die Automatisierung eingebunden werden z.b.: Sensoren Temperatur Druck Durchfluss Füllstand Gewicht u. Kraft ph/redox Leitfähigkeit Trübung Dichte Gaskonzentration Drehzahl Phasengrenze Aktoren Ventile Multiwegeventile Elektrische und pneumatische Bodenablassventile Pumpen Heizungen Rückflussteiler Antriebe Laborgeräte und Instrumentierungskomponenten Waagen ( GraviDos) Heiz-/Kühl-Thermostate Rührer ( ViscoPakt) Dosierer ( LabDos, SyrDos) Phasentrennung ( PhaSep) Analysatoren (auf Anfrage) In-Situ Spektrometer ( Molecule Eye) In-Situ Partikelsonde ( ParticleEye) Zusatzmodule Weitere mächtige Zusatzmodule und Bibliotheken erweitern die Möglichkeiten und erleichtern die Arbeit: Anwendungsorientierte Regler mit Selftuning Funktion. Adaptive Regler für schwierige Regelstrecken (SF-HICON) LabCam für ereignisgesteuerte online Bilddokumentation (SL-LABCAM) IEC 1131 AWL und strukturierter Text Steuerungsmodul in der PNK, vergleichbar einer SPS (SF-AWL, SF-AWLPLUS) NAMUR RS232-Schnittstellentreiber für Gerätekopplungen an ABK und PNK (SF- NAMSERxx) Vor-Ort-Mini-Terminal (HP-LABCOM1) Fernwartung, Fernwirken Fernalarmierung Bibliotheken Projektmodul-Bibliothek (SL-MODBIBALR) Grundoperationen-Bibliothek (SL-GOPBIB) Bibliothek Labor- und Glasapparate (SL- BIBRILK) Schlüsselfertige Laborreaktorsysteme finden Sie im Kapitel Automatische Laborreaktorsysteme Die LabManager Gerätefamilie Die LabManager-Gerätefamilie umfasst Automatisierungsgeräte unterschiedlicher Größe, die in sich modular aufgebaut sind: Die LabManager und die LabBoxen. So erhalten Sie stets ein optimal auf Ihren Bedarf abgestimmtes Gerät. Die Anschlusstechnik basiert einheitlich auf Panels mit standardisierten Steckern und Buchsen. HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

14 LabManager1 und 2 Der LabManager1 ist das Standardgerät für Laborund Technikumsanlagen mit bis zu 50 Schnittstellen. Der LabManager2 kann mit über einhundert Schnittstellen ausgerüstet werden. Die Geräte sind ausgestattet mit einer 32 Bit CPU-Karte mit Echtzeitbetriebssystem, batteriegepufferter Uhr, batteriegepuffertem, besonders störfestem CMOS- RAM für die Speicherung der Parametrierung, FLASH-ROM für das Betriebssystem und PNK Steuerprogramme und einer Watchdogschaltung für die Hard- und Softwareüberwachung sowie einer seriellen Schnittstelle für die Anzeige- und Bedienkomponente (ABK). Die Geräte werden über Datenkabel oder Lichtleiter an eine serielle Schnittstelle der ABK angeschlossen. Bis zu acht Geräte können an einer ABK betrieben werden. Die stromsparende CMOS-Technik erzeugt kaum Verlustwärme, so dass die Geräte ohne Zwangsbelüftung arbeiten. Dadurch sind hohe Betriebssicherheit und Lebensdauer sichergestellt. Das robuste Metallgehäuse des LabManagers eignet sich zum freien Aufstellen und zum Einbau in 19-Zoll Schaltschränke. Auf der Frontplatte des LabManagers befinden sich die Anzeige- und Bedienelemente für die grundlegenden Gerätefunktionen. Eigenschaften: 32 Bit CPU 1MB CMOS-RAM 6 MB FLASH-Speicher PC104 Erweiterungsbusstecker Akkugepufferte Echtzeituhr Watchdog (Überwachungsschaltung) Die Geräte sind jeweils mit Standardbestückung oder als Basisgeräte für individuelle Bestückung verfügbar. Aufbauvarianten Beim Standardaufbau des LabManagers bilden die Schnittstellenpanels die Rückwand des Gerätes. Wird der LabManager in einen Schaltschrank eingebaut, können die Schnittstellenpanels in der Tür, an der Rückseite oder seitlich montiert werden. Zu diesem Zweck ist der spezielle Panelrahmen verfügbar (siehe Panelrahmen). Wenn mit einem LabManager zwei Abzüge versorgt werden sollen oder vor Ort wenig Platz für die Anschlusstechnik vorhanden ist, können die Schnittstellenpanels auf maximal zwei Unterstationen verteilt werden (siehe Unterstationen). Die maximale Kabellänge sollte nicht mehr als jeweils 5 m betragen Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

15 LabBox1 und 2 Die LabBox-Geräte weisen im Wesentlichen alle Eigenschaften der LabManager-Geräte auf, sind aber für weniger Schnittstellen ausgelegt und nur begrenzt mit internen Sensor- Aktor-Stromversorgungen ausrüstbar. Die Geräte werden bevorzugt für die Messwerterfassung oder die Automatisierung kleiner Laboranlagen eingesetzt. Sie sind jeweils mit Standardbestückung oder als Basisgerät für individuelle Bestückung verfügbar. LabBox1vollbestückt Komplettsysteme Diese einsatzfertigen Komplettsysteme verfügen über eine praxisbewährte Ausstattung. Die ABK-Software muss individuell ausgewählt werden, da je nach Anwendung LabBox2 vollbestückt unterschiedliche LabVision-Programmpakete sinnvoll sind. Sie können ein Standardsystem jederzeit an Ihren zunehmenden Bedarf durch Nachrüstmodule anpassen. LabBox1 (LK-LABBOX1K) LabBox2 (LK-LABBOX2K) LabManager1 (LK-LABMAN1K) HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

16 LabBox1 Komplettsystem (LK-LABBOX1K) Dieses Komplettsystem eignet sich als Messwerterfassungs- und Überwachungssystem. Ausstattung der PNK: 4 Pt100 Eingänge (-200 C C) 4 Analog-Eingänge (0/ ma oder V) zum Anschluss von analogen Sensoren für Druck, Durchfluss etc. und von Geräten mit analogem Ausgang wie ph-meter, Thermostate etc. Ausstattung der ABK: Prozessor nach dem Stand der Technik * 1 GB RAM Notstromversorgung (USV) USV-Managementsystem Windows XP oder Windows Vista vorinstalliert * Die Ausstattung wird ständig dem bewährten Stand der Technik angepasst. Die ABK kann wahlweise im Desktop-, Tower- oder Minitower- Gehäuse und mit modifizierter Ausstattung geliefert werden (siehe Kapitel Anzeige- und Bedienkomponenten). Die Software ist betriebsfertig installiert. Der LabVision Software Update-Service ist für ein Jahr inbegriffen. Das System setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen: Anzahl 1 LG-LABBOX1 LabBox1 Standardgerät, Ausstattung siehe LG-LABBOX1 1 CG-ABK1 HiTec Anzeige- und Bedienkomponente mit unterbrechungsfreier Stromversorgung und USV-Managementsystem, Ausstattung siehe CG-ABK1 1 CP-M20TFTWS 20 Zoll Widescreen TFT Color-Monitor Die LabBox1 kann mit einem weiteren Panel mit acht Ein- oder Ausgängen aufgerüstet werden. Auf dem Basispanel können bis zu vier serielle Schnittstellenmodule (HD-RS2329(P)L) bestückt werden. Das System kann mit weiteren Modulen, wie internerne Stromversorgung für Sensoren und Aktoren (HS-NGS242), Datalogger Funktion (SF- DATLOG), AWL-Steuerungsmodul (SF-AWL, SF- AWLPLUS) usw., aufgerüstet werden. Betriebsfertiges System (außer LabVision Software) bestehend aus LabBox1, ABK1 mit Monitor und USV, ABK/PNK-Kabel, Netzkabel, Handbuch LK-LABBOX1K HS-NGS242 LabBox1 Standardsystem Option interne Stromversorgung 24V für Aktor- und Aufnehmerspeisung Empfohlenes Softwarepaket: SL-LABVIS LabVision Basispaket Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

17 LabBox2 Komplettsystem (LK-LABBOX2K) Dieses Komplettsystem eignet sich z. B. zum Automatisieren von Laborreaktoranlagen mittlerer Komplexität. Ausstattung der PNK: 8 Pt100 Eingänge (-200 C C) 8 Analog-Eingänge (0/ ma oder V) zum Anschluss von analogen Sensoren für Druck, Durchfluss etc. und von Geräten mit analogem Ausgang wie ph-meter, Thermostate etc. 8 Analog-Ausgänge (0/ ma oder V) zum Ansteuern von Geräten mit analogem Eingang wie Rührer, Thermostat, Dosierpumpe etc. 8 Digital-Ausgänge (24V, Binär, PWM und PFM) zum Ansteuern von binären Aktoren wie Magnetventile, Heizungen, Pumpen etc. 2 serielle RS232 Schnittstellenmodule zum Anschluss von Waagen, Geräten und Analysatoren mit serieller Schnittstelle Integrierte Sensor- und Aktorspeisung Ausstattung der ABK: Prozessor nach dem Stand der Technik* 1 GB RAM Notstromversorgung (USV) mit USV- Managementsystem Windows XP oder Windows Vista *Die Ausstattung wird ständig dem bewährten Stand der Technik angepasst. Die ABK kann wahlweise im Desktop-, Tower- oder Minitower- Gehäuse und mit modifizierter Ausstattung geliefert werden (siehe Kapitel Anzeige- und Bedienkomponenten). Die Software ist betriebsfertig installiert. Der Labvision-Software Update-Service ist für ein Jahr inbegriffen. Das System setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen: Anzahl 1 LG-LABBOX2-2 LabBox2 Standardgerät mit DAP8A, Ausstattung siehe LG-LABBOX2-2 1 CG-ABK1 HiTec Anzeige- und Bedienkomponente mit unterbrechungsfreier Stromversorgung und USV-Managementsystem, Ausstattung siehe CG-ABK1 1 CP-M20TFTWS 20 Zoll Widescreen TFT Color-Monitor Das System kann mit weiteren Modulen, 2 weiteren serielle Schnittstellen (HD-RS2329(P)L), AWL- Steuerungsmodul (SF-AWL, SF-AWLPLUS), adaptiven Regler (SF-HICON), NAMUR Schnittstellentreiber für serielle Schnittstellen (SF- NAMSERxx) usw. aufgerüstet werden. Betriebsfertiges System (außer LabVision Software), bestehend aus LabBox2, ABK1 mit Monitor und USV, ABK/PNK-Kabel, Netzkabel, Handbuch LK-LABBOX2K-2 LabBox2 Standardsystem mit LP-DAP8A Alternativ zum LP-DAP8A Panel kann ein Kombipanel LP-DE4DA4PA mit 4 digitalen Ein- und 4 aktiven digitalen Ausgängen bestückt werden. LK-LABBOX2K-1 LabBox2 Standardsystem mit LP-DE4DA4PA Empfohlene Softwarepakete (alternativ): SL-LABVIPKONL SL-LABVIPBATL Softwarepaket für LabBox2 zum Fahren kleiner Konti-Prozesse Softwarepaket für LabBox2 zum Fahren kleiner Batch-Prozesse HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

18 LabManager Komplettsystem (LK-LABMAN1K) Dieses Komplettsystem eignet sich besonders zum Automatisieren von Laborreaktoranlagen mittlerer Komplexität. Ausstattung der PNK: 8 Pt100 Eingänge (-200 C C) 8 Analog-Eingänge (0/ ma oder V) zum Anschluss von analogen Sensoren für Druck, Durchfluss etc. und Geräten mit analogem Ausgang wie ph-meter, Thermostate etc. 8 Analog-Ausgänge (0/ ma oder V) zum Ansteuern von Geräten mit analogem Eingang wie Rührer, Thermostat, Dosierpumpe etc. 8 Digital-Eingänge (Binär u. Frequenz) zum Anschluss binärer Sensoren wie Füllstandswächter, Druckwächter oder Statusoder Alarmausgänge von Geräten 8 aktive Digital-Ausgänge (24V, Binär, PWM und PFM) zum Ansteuern von binären Aktoren wie Magnetventile, Heizungen, Pumpen etc. 2 serielle Schnittstellen RS232 zum Anschluss von Waagen, Geräten und Analysatoren mit serieller Schnittstelle Integrierte Sensor- und Aktorspeisung Ein freier Panelplatz für Nachrüstung Ausstattung der ABK: Prozessor nach dem Stand der Technik * 1 GB RAM Notstromversorgung (USV) USV-Managementsystem Windows XP oder Windows Vista *Die Ausstattung wird ständig dem bewährten Stand der Technik angepasst. Das System setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen: Die ABK kann wahlweise in Desktop-, Tower- oder Minitower- Gehäusen und mit modifizierter Ausstattung geliefert werden (siehe Kapitel Anzeige- und Bedienkomponenten). Die Software ist betriebsfertig installiert. Der LabVision-Software Update-Service ist für ein Jahr inbegriffen. Das System kann mit weiteren Modulen wie AWL- Steuerungsmodul (SF-AWL, SF-AWLPLUS), adaptiver Regler (SF-HICON), NAMUR Schnittstellentreiber für serielle Schnittstellen (SF-NAMSERxx) etc. aufgerüstet werden. Der freie Panelplatz kann wahlfrei bestückt werden, z. B. mit einem Thermoelement-Panel (LP-THP8 + Schnittstellenkarte), einem Messmodul für Wägezellen (HK-GRADOMS...) oder einem Präzisions- Temperaturmessmodul (HK-AD24PX8). Auf dem Basispanel können vier weitere serielle Schnittstellen bestückt werden. Anzahl 1 LG-LABMAN1 LabManager1 Standardgerät, Ausstattung siehe LG-LABMAN1 1 CG-ABK1 HiTec Anzeige- und Bedienkomponente mit unterbrechungsfreier Stromversorgung und USV-Managementsystem, Ausstattung siehe CG-ABK1 1 CP-M20TFTWS 20 Zoll Widescreen TFT Color-Monitor Betriebsfertiges System (außer LabVision Software), bestehend aus LabManager1, ABK1 mit Monitor und USV, ABK/PNK-Kabel, Netzkabel, Handbuch LK-LABMAN1K Geeigete Softwarepakete (alternativ): Komplettsystem mit LabManager1 SL-LABVIPBAT SL-LABVIPKON Softwarepaket für LabManager1 zum Fahren mittlerer Batch-Prozesse Softwarepaket für LabManager1 zum Fahren mittlerer Konti-Prozesse Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

19 Standardgeräte Laborautomatisierung Hardware Die Standardgeräte verfügen über eine praxisbewährte Ausstattung. Sie können Ihr Standardgerät jederzeit durch Nachrüstung an zunehmenden Bedarf anpassen. Diese Standardgeräte sind als Komponente in den angebotenen Komplettsystemen enthalten oder dienen zum Erweitern eines Systems. LabBox1 Standardgerät (LG-LABBOX1) Dieses Gerät eignet sich als Messwerterfassungs- und Überwachungssystem. siehe LB-LABBOX1B. Ausstattung: 4 Pt100 Eingänge (-200 C C) 4 Analog-Eingänge (0/ ma oder V) zum Anschluss von analogen Sensoren für Druck, Durchfluss etc. und von Geräten mit analogem Ausgang wie ph-meter, Thermostate etc. Anzahl 1 LB-LABBOX1B LabBox1 Basisgerät 1 HK-AD20NMUX8 Analog/Digital-Umsetzerkarte 20 bit Auflösung, 8-Kanal Multiplexer 1 LP-AE4PT4PA Anschlusspanel mit 4 Strom- oder Spannungseingängen 0/4..20 ma, bzw. -10V..+10V, integrierte Sensorspeisung und 4 Pt100 in Zwei- bis Vierleitertechnik, nach NAMUR 1 HS-NGS242S 24V Gleichstromversorgung, geglättet, 2,5 A, kurzschlussfest. Die LabBox1 kann mit einem weiteren Panel mit acht Ein- oder Ausgängen aufgerüstet werden. Auf dem Basispanel können bis zu vier serielle Schnittstellenmodule (HD-RS2329(P)L oder HD- RS4859P) bestückt werden. Falls mehrere serielle Schnittstellen bestückt werden sollen, wird zusätzlich eine Karte HK-SER8ECB empfohlen. Das System kann mit weiteren Modulen wie Datalogger Funktion (SF-DATLOG), AWL- Steuerungsmodul (SF-AWL, SF-AWLPLUS) usw. aufgerüstet werden. LabBox1, ABK/PNK-Kabel, Netzkabel, Handbuch LG-LABBOX1 HK-SER8ECB LabBox1 Standardgerät Serielle Ein-/Ausgabekarte, 8 Kanäle HiTec Zang GmbH Tel: +49(0)2407/

20 LabBox2 Standardgerät (LG-LABBOX2) Dieses Standardgerät eignet sich u.a. zum Automatisieren von Laborreaktoranlagen mittlerer Komplexität. Ausstattung: 8 Pt100 Eingänge (-200 C C) 8 Analog-Eingänge (0/ ma oder V) zum Anschluss von analogen Sensoren für Druck, Durchfluss etc. und von Geräten mit analogem Ausgang wie ph-meter, Thermostate etc. 8 Analog-Ausgänge (0/ ma oder V) zum Ansteuern von Geräten mit analogem Eingang wie Rührer, Thermostat, Dosierpumpe etc. 8 Digital-Ausgänge (24V, Binär, PWM und PFM) zum Ansteuern von binären Aktoren wie Magnetventilen, Heizungen, Pumpen etc. Integrierte Sensor-/Aktor- Speisung 2 serielle RS232 Schnittstellenmodule zum Anschluss von Waagen, Geräten und Analysatoren mit serieller Schnittstelle Das Standardgerät besteht aus folgenden Komponenten: Alle Panelplätze des Gerätes sind belegt. Das Gerät kann aber mit weiteren Modulen wie AWL-Steuerungsmodul (SF-AWL, SF-AWLPLUS), adaptiver Regler (SF-HICON), NAMUR Schnittstellentreiber für serielle Schnittstellen (SF-NAMSERxx) sowie zwei weiteren seriellen Schnittstellen aufgerüstet werden. siehe LB-LABBOX2B. Anzahl 1 LB-LABBOX2B LabBox Basisgerät 1 HK-AD20NMUX16 Analog/Digital-Umsetzerkarte 20 bit Auflösung, 16-Kanal Multiplexer 1 LP-AEP8A Anschlusspanel mit 8 Strom- oder Spannungseingängen 0/4..20 ma, bzw. -10V..+10V, integrierte Sensorspeisung 1 LP-PTP8 Schnittstellenpanel für 8 Pt100 in Zwei- bis Vierleitertechnik, nach NAMUR 1 HK-DA812UI D/A-Umsetzerkarte 8 x 12 Bit, für Analog-Ausgabe V oder 0/ ma 1 LP-AAP8UI Schnittstellenpanel für 8-fach Analog-Ausgabe mit Stromausgängen (0/ ma) und Spannungsausgängen ( V) 1 HK-DEA16N Digital-Ein-/Ausgabe Karte mit 2 x 8 Eingängen und 2 x 8 Ausgängen, Eingänge binär, Frequenz- und Ereigniszählung, Ausgänge binär, pulsweitenund pulsfrequenzmoduliert 1 LP-DAP8A Schnittstellenpanel mit 8 Digital-Ausgängen, 24V Aktorversorgung, Relais- Wechselkontakt, pro Kanal max. 1A belastbar, LED-Anzeige. 1 HK-SER8ECB Serielle Zusatzkarte SER8ECB für die serielle Schnittstelle 1 HS-NGS243 Gleichstromversorgung für Aktoren 24 V / 3A geglättet, kurzschlussfest. 1 HS-NGS241A Gleichstromversorgung für Sensoren 24 V / 1,5A geglättet, kurzschlussfest. 2 HD-RS2329L 9-polige RS232 Schnittstelle LabBox2, ABK/PNK-Kabel, Netzkabel, Handbuch LG-LABBOX2-1 LabBox2 Standardgerät 1 mit DE4DA4PA An Stelle des LP-DE4DA4PA Panels kann ein Panel LP-DAP8A mit 8 digitalen Ausgängen bestückt werden: LG-LABBOX2-2 LabBox2 Standardgerät 2 mit LP-DAP8A Jahre Excellence in Lab Scale Technology Über Produkte rund um den Laborreaktor

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