EP2796766A1 - Pressure vessel and method for monitoring its state - Google Patents

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EP2796766A1
EP2796766A1 EP13165576.3A EP13165576A EP2796766A1 EP 2796766 A1 EP2796766 A1 EP 2796766A1 EP 13165576 A EP13165576 A EP 13165576A EP 2796766 A1 EP2796766 A1 EP 2796766A1
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EP
European Patent Office
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container
pressure vessel
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monitoring device
pressure
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Withdrawn
Application number
EP13165576.3A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Albrecht
Ulrich Neu
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/02—Applications for medical applications

Definitions

  • the invention relates to a pressure vessel for the storage and / or transport of goods according to the preamble of claim 1 and a method for monitoring the condition of the pressure vessel according to the preamble of claim 8.
  • pressure vessels made of stainless steel are often used for example for the transport of goods, eg. For example, active ingredients or intermediates, from the site where they are produced to another site where, using the drugs or intermediates, for example, medical or pharmaceutical end-products are produced.
  • sensitive goods may be damaged in the event of improper storage or incorrect transportation. It is therefore looking for ways by which such damage can be avoided or a user of the container can at least be informed of the possible existence of such damage.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a pressure vessel for storage and / or transport of goods, which automatically indicates whether it meets the requirements for storage and / or transport of the goods. Another object is to provide a method of monitoring the condition of the pressure vessel.
  • the new pressure vessel of the type mentioned in the characterizing part of claim 1 features.
  • Advantageous developments are described in the dependent claims, in claim 8 a method for monitoring the condition of the pressure vessel is described.
  • the invention has the advantage that the state of the pressure vessel is detected automatically and that the pressure vessel is checked as a function of the detected state on its suitability for storage and / or transport of sensitive goods.
  • the pressure vessel is equipped with an electronic monitoring device with sensors, by which, if necessary, different, characteristic of the state of the container properties can be detected and evaluated. Such properties are for.
  • the internal pressure in the container the container temperature, the closed state of a container lid or container sterility. This is particularly advantageous in the transport and storage of highly sensitive substances, such as those found in the manufacture of pharmaceutical active ingredients or diagnostics.
  • a preferably small, robust monitoring device is mounted, which enables seamless monitoring and status tracking of the pressure vessel.
  • the electronic monitoring device can be provided with a battery or a rechargeable accumulator.
  • the monitoring device is also equipped with a wired or wireless, for example, inductive, charging for the battery.
  • the housing of the monitoring device is designed to be robust in an advantageous manner and provides such protection for the electronics accommodated therein that it itself survives a cleaning process of the container without damage.
  • Sensitive substances can be protected from contamination or contamination in a pressure vessel by adjusting a certain overpressure in the pressure vessel. With a slow drop in pressure can be concluded on a leak and also, as long as a slight overpressure is maintained, prevents penetration of substances from the environment or at least counteracts this.
  • a pressure sensor of the pressure prevailing in the container and checked by the monitoring device to see whether a predetermined threshold value of the pressure during storage or transport of a sensitive substance in the container is exceeded. If this happens, a warning or error message is issued to the user of the container.
  • the container can thereby be checked for the possibility of contamination of the highly sensitive substance contained therein.
  • this measure it is possible by this measure to monitor the receipt of sterility of the container produced by a cleaning process in the empty state, since, as already explained above, with sufficient pressure difference between the container interior and the environment no foreign substances can get into the container interior.
  • the temperature of the container or the substance located in the container is detected by means of a temperature sensor and then monitored whether predetermined temperature limits are exceeded or fallen below. This is useful, for example, to ensure that a frozen substance in the container is completely thawed prior to removal of the substance for the next production step, especially when good homogeneity of the substance is required to achieve the desired product quality.
  • the closed state which in this case represents the characteristic characteristic of the condition of the container, take a value "lid open” or a value "lid closed”, which is detected by a suitable sensor, such as a switch.
  • a suitable sensor such as a switch.
  • the residence time of the container is included in the respective state in the review of the container. For example, if a container sterilized in a cleaning process is kept idle for too long, its cleaning state may have deteriorated in the meantime. If the sterility is therefore no longer ensured due to a timeout, an automatic state change takes place on the basis of the result of the check. For example, the condition "container is cleaned, sterile and has overpressure" when left in this condition for too long automatically assumes the "container for cleaning" state, so that the container is automatically cleaned in an automated process before the next use.
  • Container characteristic properties as a state log in a non-volatile memory of the monitoring device, ie in a log file deposited.
  • the pressure vessel also has a communication interface through which the pressure vessel can be integrated as an intelligent pressure vessel in a process automation.
  • information about the respective state of the pressure vessel or about its content between the pressure vessel and an automation device or a control station can be exchanged via the communication interface.
  • different standards such as PROFINET or other fieldbus standards are used.
  • PROFINET or other fieldbus standards are used.
  • the monitoring of the state is completely automatic and the changes in the state are stored electronically in the monitoring device and directly to a higher-level system, eg.
  • a manufacturing management system also referred to as a Manufacturing Execution System (MES) is reported.
  • MES Manufacturing Execution System
  • the built-in monitoring functions, the connected sensors and the built-in communication interface thus create an intelligent pressure vessel, which itself carries all its information and thereby decisively improves and automates the so-called asset management, a management system for maximizing the effectiveness of the assets used, and the production processes.
  • asset management a management system for maximizing the effectiveness of the assets used, and the production processes.
  • the state of the mobile pressure vessel is always known in the system. For example, forgotten maintenance operations of the pressure vessel, such. B. not performed seal changes are excluded. On the other hand, too often performed seal changes, which would drive the production costs unnecessarily high, now avoided by knowing the respective container state.
  • the single FIGURE shows a pressure vessel 1, which is designed as an intelligent pressure vessel and by means of a radio interface 8 status data via radio signals 11 with others Components of a process plant 7 exchanged.
  • This is preferably a wireless fieldbus communication.
  • wired communication solutions are suitable or other wireless interfaces, eg. B. RFID or NFC.
  • a monitoring device whose core forms a computing unit 2, has a robust housing and is attached to the pressure vessel 1.
  • the monitoring device detects by a temperature sensor 3, the temperature at the container wall, which corresponds at least approximately to the temperature of the container contents, and compares the detected temperature with predetermined limits, which are determined depending on the respective stored in the container 1 substance. If, for example, a predetermined tolerance range for the temperature is exceeded, an alarm or error message is immediately output as a signal for indicating the error status to, for example, a control station in the system 7 so that suitable measures for error handling can be taken.
  • a switch 4 is placed such that the respective closed state of the lid can be detected as a further, the state of the container characterizing property and included in the monitoring.
  • the internal pressure of the container 1 is monitored, which must be kept to a certain extent above the ambient pressure to avoid contamination of a sensitive substance for the period of its transport and / or storage. When falling below the required minimum pressure this is also indicated immediately by a corresponding error message, since the purity of the substance can then no longer be guaranteed with sufficient certainty.
  • the pressure sensor 6 it is also possible with the pressure sensor 6 to monitor the container 1 for overpressure and in time by the monitoring device to generate and output a warning message before a possible bursting of the container 1.
  • the arithmetic unit 2 is supplied with the required operating power.
  • a data memory 10 which is designed as a nonvolatile memory, a log file is maintained with the conditions detected by the monitoring device, the states resulting from the values of the properties of the container which are recorded at different times, which characterize the respective state of the container.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter (1) zur Lagerung und/oder zum Transport von Gütern. Der Behälter (1) ist mit einer Überwachungseinrichtung (2...4, 6, 8) mit zumindest einem Sensor (3, 4, 6) ausgestattet, welcher einen Wert einer für den Zustand des Behälters (1) charakteristischen Eigenschaft erfasst. Der jeweils erfasste Wert wird auf Erfüllen eines vorbestimmten Kriteriums überprüft und ein Signal ausgegeben, welches das Überprüfungsergebnis anzeigt. Dabei kann durch einen Drucksensor (6) der im Behälter (1) herrschende Druck gemessen und ein Signal zur Anzeige eines Fehlerzustands ausgegeben werden, wenn ein vorgegebener Schwellwert unterschritten wird. Dadurch wird eine Warnung vor einer eventuellen Kontamination eines im Behälter gelagerten, empfindlichen Stoffes ermöglicht, da erst bei Unterschreiten eines gewissen Überdrucks Verunreinigungen in den Behälter gelangen können.The invention relates to a pressure vessel (1) for storage and / or transport of goods. The container (1) is equipped with a monitoring device (2 ... 4, 6, 8) with at least one sensor (3, 4, 6) which detects a value of a property characteristic of the condition of the container (1). The respective detected value is checked for satisfaction of a predetermined criterion and outputs a signal indicating the result of the check. In this case, the pressure prevailing in the container (1) can be measured by a pressure sensor (6) and a signal for indicating an error condition can be output if a predetermined threshold value is undershot. As a result, a warning of a possible contamination of a stored in the container, sensitive material is possible because only when falling below a certain pressure impurities can get into the container.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter zur Lagerung und/oder zum Transport von Gütern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Überwachung des Zustands des Druckbehälters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a pressure vessel for the storage and / or transport of goods according to the preamble of claim 1 and a method for monitoring the condition of the pressure vessel according to the preamble of claim 8.

Für den Transport und die Lagerung von Gütern, insbesondere von hochsensiblen Stoffen in der Pharmaindustrie, werden häufig Druckbehälter aus Edelstahl genutzt. Mobile Druckbehälter dienen beispielsweise zum Transport von Gütern, z. B. von Wirkstoffen oder Zwischenprodukten, von dem Standort, an welchem sie produziert werden, zu einem anderen Standort, an welchem unter Verwendung der Wirkstoffe oder Zwischenprodukte beispielsweise medizinische oder pharmazeutische Endprodukte hergestellt werden. Insbesondere empfindliche Güter können bei ungeeigneter Lagerung oder falschem Transport Schaden nehmen. Es wird daher nach Möglichkeiten gesucht, durch welche ein derartiger Schaden vermieden oder ein Nutzer des Behälters zumindest von dem eventuellen Vorliegen eines derartigen Schadens in Kenntnis gesetzt werden kann.For the transport and storage of goods, in particular of highly sensitive substances in the pharmaceutical industry, pressure vessels made of stainless steel are often used. Mobile pressure vessels are used for example for the transport of goods, eg. For example, active ingredients or intermediates, from the site where they are produced to another site where, using the drugs or intermediates, for example, medical or pharmaceutical end-products are produced. In particular, sensitive goods may be damaged in the event of improper storage or incorrect transportation. It is therefore looking for ways by which such damage can be avoided or a user of the container can at least be informed of the possible existence of such damage.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckbehälter zur Lagerung und/oder zum Transport von Gütern zu schaffen, der automatisch anzeigt, ob er den jeweiligen Anforderungen zur Lagerung und/oder zum Transport des Guts genügt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Überwachung des Zustands des Druckbehälters zu finden.The invention is therefore an object of the invention to provide a pressure vessel for storage and / or transport of goods, which automatically indicates whether it meets the requirements for storage and / or transport of the goods. Another object is to provide a method of monitoring the condition of the pressure vessel.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der neue Druckbehälter der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen, in Anspruch 8 ein Verfahren zur Überwachung des Zustands des Druckbehälters beschrieben.To solve this problem, the new pressure vessel of the type mentioned in the characterizing part of claim 1 features. Advantageous developments are described in the dependent claims, in claim 8 a method for monitoring the condition of the pressure vessel is described.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass der Zustand des Druckbehälters automatisch erfasst wird und dass der Druckbehälter in Abhängigkeit des erfassten Zustands auf seine Eignung zur Lagerung und/oder zum Transport von empfindlichen Gütern überprüft wird. Dazu wird der Druckbehälter mit einer elektronischen Überwachungseinrichtung mit Sensoren ausgerüstet, durch welche gegebenenfalls verschiedene, für den Zustand des Behälters charakteristische Eigenschaften erfasst und ausgewertet werden können. Derartige Eigenschaften sind z. B. der Innendruck im Behälter, die Behältertemperatur, der Schließzustand eines Behälterdeckels oder die Behältersterilität. Dies ist insbesondere beim Transport und der Lagerung hochsensibler Stoffe von Vorteil, wie sie etwa in der Herstellung von Pharmawirkstoffen oder Diagnostika anzutreffen sind. An der Außenseite oder im Innenraum des Druckbehälters wird eine vorzugsweise kleine, robuste Überwachungseinrichtung angebracht, die eine lückenlose Überwachung und Zustandsverfolgung des Druckbehälters ermöglicht. Zur Versorgung der elektronischen Überwachungseinrichtung mit der zu ihrem Betrieb erforderlichen Hilfsenergie kann diese mit einer Batterie oder einem wiederaufladbaren Akkumulator versehen sein. Im Falle eines wiederaufladbaren Akkumulators ist die Überwachungseinrichtung zudem mit einer kabelgebundenen oder kabellosen, beispielsweisen induktiven, Lademöglichkeit für den Akkumulator ausgestattet. Das Gehäuse der Überwachungseinrichtung ist in vorteilhafter Weise robust ausgeführt und bietet einen derartigen Schutz für die darin aufgenommene Elektronik, dass diese selbst einen Reinigungsprozess des Behälters unbeschadet übersteht.The invention has the advantage that the state of the pressure vessel is detected automatically and that the pressure vessel is checked as a function of the detected state on its suitability for storage and / or transport of sensitive goods. For this purpose, the pressure vessel is equipped with an electronic monitoring device with sensors, by which, if necessary, different, characteristic of the state of the container properties can be detected and evaluated. Such properties are for. As the internal pressure in the container, the container temperature, the closed state of a container lid or container sterility. This is particularly advantageous in the transport and storage of highly sensitive substances, such as those found in the manufacture of pharmaceutical active ingredients or diagnostics. On the outside or in the interior of the pressure vessel, a preferably small, robust monitoring device is mounted, which enables seamless monitoring and status tracking of the pressure vessel. To supply the electronic monitoring device with the auxiliary power required for its operation, it can be provided with a battery or a rechargeable accumulator. In the case of a rechargeable battery, the monitoring device is also equipped with a wired or wireless, for example, inductive, charging for the battery. The housing of the monitoring device is designed to be robust in an advantageous manner and provides such protection for the electronics accommodated therein that it itself survives a cleaning process of the container without damage.

Empfindliche Stoffe können in einem Druckbehälter vor Kontamination oder Verunreinigung geschützt werden, indem in dem Druckbehälter eine gewisser Überdruck eingestellt wird. Bei langsamem Abfall des Drucks kann auf eine Leckage geschlossen werden und zudem wird, solange noch ein geringer Überdruck erhalten bleibt, ein Eindringen von Stoffen aus der Umgebung verhindert oder zumindest diesem entgegenwirkt. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird daher mittels eines Drucksensors der im Behälter herrschende Druck erfasst und durch die Überwachungseinrichtung dahingehend überprüft, ob ein vorbestimmter Schwellwert des Drucks bei Lagerung oder Transport eines empfindlichen Stoffes im Behälter unterschritten wird. Falls dies geschieht, wird eine Warn- oder Fehlermeldung an den Nutzer des Behälters ausgegeben. Solange im Behälter ein ausreichender Überdruck erhalten bleibt, kann nämlich davon ausgegangen werden, dass ein Eindringen von Schmutzstoffen, welche das empfindliche Medium verunreinigen könnten, durch die Druckdifferenz zwischen Behälterinnenraum und Umgebung zuverlässig vermieden wird. Verringert sich der Druck unter den vorgegebenen Schwellwert, beispielsweise 0,3 bar Überdruck, wird die Wirksamkeit dieses Schutzes vor Verunreinigungen geringer und eine Kontamination kann nicht mehr zuverlässig ausgeschlossen werden. Der Behälter kann dadurch auf die Möglichkeit einer Kontamination des darin enthaltenen hochempfindlichen Stoffes überprüft werden. Zudem ist es durch diese Maßnahme möglich, den Erhalt einer durch einen Reinigungsprozess hergestellten Sterilität des Behälters im Leerzustand zu überwachen, da, wie bereits oben erläutert, bei ausreichender Druckdifferenz zwischen Behälterinnenraum und Umgebung keine Fremdstoffe ins Behälterinnere gelangen können.Sensitive substances can be protected from contamination or contamination in a pressure vessel by adjusting a certain overpressure in the pressure vessel. With a slow drop in pressure can be concluded on a leak and also, as long as a slight overpressure is maintained, prevents penetration of substances from the environment or at least counteracts this. In a particularly advantageous embodiment of the invention is therefore detected by a pressure sensor of the pressure prevailing in the container and checked by the monitoring device to see whether a predetermined threshold value of the pressure during storage or transport of a sensitive substance in the container is exceeded. If this happens, a warning or error message is issued to the user of the container. As long as a sufficient overpressure is maintained in the container, namely, it can be assumed that the penetration of contaminants, which could contaminate the sensitive medium, is reliably prevented by the pressure difference between the container interior and the environment. If the pressure falls below the predetermined threshold value, for example 0.3 bar excess pressure, the effectiveness of this protection against impurities becomes lower and contamination can no longer be reliably excluded. The container can thereby be checked for the possibility of contamination of the highly sensitive substance contained therein. In addition, it is possible by this measure to monitor the receipt of sterility of the container produced by a cleaning process in the empty state, since, as already explained above, with sufficient pressure difference between the container interior and the environment no foreign substances can get into the container interior.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird mittels eines Temperatursensors die Temperatur des Behälters oder des im Behälter befindlichen Stoffes erfasst und daraufhin überwacht, ob vorgegebene Temperaturgrenzen über- oder unterschritten werden. Dies ist beispielsweise nützlich um sicherzustellen, dass ein im gefrorenen Zustand in den Behälter eingelagerter Stoff vor Entnahme des Stoffes für den nächsten Produktionsschritt vollständig aufgetaut ist, insbesondere wenn eine gute Homogenität des Stoffes zur Erzielung der gewünschten Produktqualität erforderlich ist.In a further advantageous embodiment, the temperature of the container or the substance located in the container is detected by means of a temperature sensor and then monitored whether predetermined temperature limits are exceeded or fallen below. This is useful, for example, to ensure that a frozen substance in the container is completely thawed prior to removal of the substance for the next production step, especially when good homogeneity of the substance is required to achieve the desired product quality.

Eine weitere vorteilhafte Überwachungsfunktion wird in der Überprüfung des Schließzustands eines Behälterdeckels gesehen. Dabei kann der Schließzustand, welcher in diesem Fall die für den Zustand des Behälters charakteristische Eigenschaft darstellt, einen Wert "Deckel offen" oder einen Wert "Deckel zu" einnehmen, welcher durch einen geeigneten Sensor, beispielsweise einen Schalter, erfasst wird. Durch die Überwachung des Deckelzustands kann beispielsweise sichergestellt werden, dass bei einem Transport eines empfindlichen Mediums unterwegs kein Öffnungsvorgang stattgefunden hat und dass somit eine Kontamination eines transportierten empfindlichen Stoffes bei unerlaubten Öffnungsvorgängen ausgeschlossen werden kann.Another advantageous monitoring function is seen in the check of the closed state of a container lid. In this case, the closed state, which in this case represents the characteristic characteristic of the condition of the container, take a value "lid open" or a value "lid closed", which is detected by a suitable sensor, such as a switch. By monitoring the state of the lid, it can be ensured, for example, that during a transport of a sensitive medium no opening process has taken place on the way and thus contamination of a transported sensitive substance during unauthorized opening operations can be ruled out.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Verweildauer des Behälters im jeweiligen Zustand in die Überprüfung des Behälters mit einbezogen. Wenn beispielsweise ein in einem Reinigungsprozess sterilisierter Behälter zu lange ungenutzt vorgehalten wird, kann sich zwischenzeitlich sein Reinigungszustand verschlechtert haben. Wenn die Sterilität also aufgrund einer Zeitüberschreitung nicht mehr sichergestellt ist, erfolgt ein automatischer Zustandswechsel aufgrund des Überprüfungsergebnisses. Beispielsweise wird vom Zustand "Behälter ist gereinigt, steril und hat Überdruck" bei zu langem Verbleib in diesem Zustand automatisch in den Zustand "Behälter für Reinigung" übergegangen, so dass der Behälter in einem automatisierten Prozess vor der nächsten Benutzung automatisch einer Reinigung unterzogen wird.In an advantageous embodiment of the invention, the residence time of the container is included in the respective state in the review of the container. For example, if a container sterilized in a cleaning process is kept idle for too long, its cleaning state may have deteriorated in the meantime. If the sterility is therefore no longer ensured due to a timeout, an automatic state change takes place on the basis of the result of the check. For example, the condition "container is cleaned, sterile and has overpressure" when left in this condition for too long automatically assumes the "container for cleaning" state, so that the container is automatically cleaned in an automated process before the next use.

Zur Ermöglichung einer Abschätzung des Behälterverschleißes, der über seiner bisherigen Nutzungszeit entstanden ist, seines Qualitätszustands und seines aktuellen Zustands in einem Produktionszyklus können in vorteilhafter Weise alle bisherigen Bearbeitungsschritte, die an dem Behälter durchgeführt worden sind, und/oder zeitbezogene Werte der für den Zustand des Behälters charakteristischen Eigenschaften als Zustandsprotokoll in einem nichtflüchtigen Speicher der Überwachungseinrichtung, d. h. in einer Protokolldatei, hinterlegt werden.To enable an estimation of the container wear that has arisen over its previous useful life, its quality status and its current state in a production cycle, all previous processing steps that have been carried out on the container and / or time-related values for the condition of the container can advantageously be determined Container characteristic properties as a state log in a non-volatile memory of the monitoring device, ie in a log file deposited.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verfügt der Druckbehälter zudem über eine Kommunikationsschnittstelle, durch welche der Druckbehälter als intelligenter Druckbehälter in eine Prozessautomatisierung einbindbar ist. Über die Kommunikationsschnittstelle können beispielsweise Informationen über den jeweiligen Zustand des Druckbehälters oder über dessen Inhalt zwischen Druckbehälter und einem Automatisierungsgerät oder einer Leitstation ausgetauscht werden. Zur Realisierung der Kommunikationsschnittstelle können verschiedene Standards, z. B. PROFINET oder andere Feldbus-Standards, zum Einsatz kommen. Somit erfolgt die Überwachung des Zustands vollständig automatisch und die Änderungen des Zustandes werden elektronisch in der Überwachungseinrichtung gespeichert und unmittelbar an ein übergeordnetes System, z. B. ein Fertigungsmanagementsystem, das auch als Manufacturing Execution System (MES) bezeichnet wird, gemeldet. Durch die eingebauten Überwachungsfunktionen, die angeschlossene Sensorik und die eingebaute Kommunikationsschnittstelle entsteht somit ein intelligenter Druckbehälter, der selbst alle seine Informationen mitführt und dadurch das so genannte Asset Management, ein Managementsystem zur Maximierung der Effektivität der eingesetzten Anlagegüter, und die Produktionsabläufe entscheidend verbessert und automatisiert, da der Zustand des mobilen Druckbehälters immer im System bekannt ist. Es können beispielsweise vergessene Wartungsvorgänge des Druckbehälters, wie z. B. nicht durchgeführte Dichtungswechsel, ausgeschlossen werden. Andererseits werden zu häufig durchgeführte Dichtungswechsel, welche die Produktionskosten unnötig in die Höhe treiben würden, nun durch Kenntnis des jeweiligen Behälterzustands vermieden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the pressure vessel also has a communication interface through which the pressure vessel can be integrated as an intelligent pressure vessel in a process automation. For example, information about the respective state of the pressure vessel or about its content between the pressure vessel and an automation device or a control station can be exchanged via the communication interface. To realize the communication interface different standards, such. PROFINET or other fieldbus standards are used. Thus, the monitoring of the state is completely automatic and the changes in the state are stored electronically in the monitoring device and directly to a higher-level system, eg. For example, a manufacturing management system, also referred to as a Manufacturing Execution System (MES), is reported. The built-in monitoring functions, the connected sensors and the built-in communication interface thus create an intelligent pressure vessel, which itself carries all its information and thereby decisively improves and automates the so-called asset management, a management system for maximizing the effectiveness of the assets used, and the production processes. because the state of the mobile pressure vessel is always known in the system. For example, forgotten maintenance operations of the pressure vessel, such. B. not performed seal changes are excluded. On the other hand, too often performed seal changes, which would drive the production costs unnecessarily high, now avoided by knowing the respective container state.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.Reference to the drawing, in which an embodiment of the invention is shown, the invention and refinements and advantages are explained in more detail below.

Die einzige Figur zeigt einen Druckbehälter 1, der als intelligenter Druckbehälter ausgeführt ist und mittels einer Funkschnittstelle 8 Zustandsdaten über Funksignale 11 mit weiteren Komponenten einer prozesstechnischen Anlage 7 austauscht. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine drahtlose Feldbus-Kommunikation. Alternativ sind selbstverständlich auch drahtgebundene Kommunikationslösungen geeignet oder andere drahtlose Schnittstellen, z. B. RFID oder NFC.The single FIGURE shows a pressure vessel 1, which is designed as an intelligent pressure vessel and by means of a radio interface 8 status data via radio signals 11 with others Components of a process plant 7 exchanged. This is preferably a wireless fieldbus communication. Alternatively, of course, wired communication solutions are suitable or other wireless interfaces, eg. B. RFID or NFC.

Eine Überwachungseinrichtung, deren Kern eine Recheneinheit 2 bildet, besitzt ein robustes Gehäuse und ist an dem Druckbehälter 1 befestigt. Die Überwachungseinrichtung erfasst durch einen Temperatursensor 3 die Temperatur an der Behälterwand, welche zumindest näherungsweise der Temperatur des Behälterinhalts entspricht, und vergleicht die erfasste Temperatur mit vorbestimmten Grenzwerten, die in Abhängigkeit des jeweils im Behälter 1 gelagerten Stoffes festgelegt sind. Wird beispielsweise ein vorgegebener Toleranzbereich für die Temperatur überschritten, wird unverzüglich eine Alarm- oder Fehlermeldung als ein Signal zur Anzeige des Fehlerzustands an beispielsweise eine Leitstation in der Anlage 7 ausgegeben, damit geeignete Maßnahmen zur Fehlerbehandlung getroffen werden können.A monitoring device whose core forms a computing unit 2, has a robust housing and is attached to the pressure vessel 1. The monitoring device detects by a temperature sensor 3, the temperature at the container wall, which corresponds at least approximately to the temperature of the container contents, and compares the detected temperature with predetermined limits, which are determined depending on the respective stored in the container 1 substance. If, for example, a predetermined tolerance range for the temperature is exceeded, an alarm or error message is immediately output as a signal for indicating the error status to, for example, a control station in the system 7 so that suitable measures for error handling can be taken.

An einem Deckel 5 des Druckbehälters 1 ist ein Schalter 4 derart platziert, dass der jeweilige Schließzustand des Deckels als eine weitere, den Zustand des Behälters charakterisierende Eigenschaft erfasst und in die Überwachung einbezogen werden kann.On a cover 5 of the pressure vessel 1, a switch 4 is placed such that the respective closed state of the lid can be detected as a further, the state of the container characterizing property and included in the monitoring.

Mithilfe eines Drucksensors 6 wird der Innendruck des Behälters 1 überwacht, der zur Vermeidung einer Kontamination eines empfindlichen Stoffes für den Zeitraum dessen Transports und/oder Lagerung um ein gewisses Maß über dem Umgebungsdruck gehalten werden muss. Bei Unterschreiten des dazu erforderlichen Mindestdrucks wird dies ebenfalls unverzüglich durch eine entsprechende Fehlermeldung angezeigt, da die Reinheit des Stoffes dann nicht mehr mit ausreichender Sicherheit gewährleistet werden kann. Selbstverständlich ist es mit dem Drucksensor 6 zudem möglich, den Behälter 1 auf Überdruck zu überwachen und durch die Überwachungseinrichtung rechtzeitig vor einem eventuellen Bersten des Behälters 1 eine Warnmeldung zu erzeugen und auszugeben.By means of a pressure sensor 6, the internal pressure of the container 1 is monitored, which must be kept to a certain extent above the ambient pressure to avoid contamination of a sensitive substance for the period of its transport and / or storage. When falling below the required minimum pressure this is also indicated immediately by a corresponding error message, since the purity of the substance can then no longer be guaranteed with sufficient certainty. Of course, it is also possible with the pressure sensor 6 to monitor the container 1 for overpressure and in time by the monitoring device to generate and output a warning message before a possible bursting of the container 1.

Durch eine Batterie 9 wird die Recheneinheit 2 mit der erforderlichen Betriebsenergie versorgt. In einem Datenspeicher 10, der als nichtflüchtiger Speicher ausgelegt ist, wird eine Protokolldatei mit den durch die Überwachungseinrichtung erfassten Zuständen geführt, wobei sich die Zustände aus den zu verschiedenen Zeitpunkten erfassten Werten von Eigenschaften des Behälters ergeben, die den jeweiligen Zustand des Behälters charakterisieren.By a battery 9, the arithmetic unit 2 is supplied with the required operating power. In a data memory 10, which is designed as a nonvolatile memory, a log file is maintained with the conditions detected by the monitoring device, the states resulting from the values of the properties of the container which are recorded at different times, which characterize the respective state of the container.

Im Folgenden werden noch einmal kurz die durch die Erfindung erzielten Vorteile zusammengefasst:

  • Durch die Überwachungseinrichtung werden Temperatur, Druck, Schließzustand des Deckels, Verweilzeiten in Zuständen kontinuierlich und automatisch überwacht und in einer Protokolldatei hinterlegt.
  • Abweichungen von Sollzuständen werden automatisch gemeldet und protokolliert.
  • Die Versorgung der Überwachungseinrichtung durch eine Batterie ermöglicht einen mobilen und unabhängigen Einsatz des intelligenten Druckbehälters und damit eine ununterbrochene Behälterüberwachung.
  • Reinigungs- und Instandhaltungsvorgänge werden überwacht und können automatisch als notwendige Wartungsarbeiten angefordert werden. Beispielsweise kann nach dreimaligem Reinigen des Behälters der Behälterzustand auf "Nicht Bereit für die Produktion" oder "Instandhaltungsbedarf" gesetzt werden. Erst wenn in der Instandhaltung Dichtungsgummis ausgetauscht wurden, wird in den Zustand "Bereit für Produktion" gewechselt und der Behälter kann weiter genutzt werden. Dies führt zu einer deutlichen Verbesserung der Betriebssicherheit.
  • Die Intelligenz der Überwachungseinrichtung ermöglicht eine lückenlose Produkt- und Chargenverfolgung und erlaubt einen automatischen Abgleich der Behälterdaten mit den in einem MES oder einem Asset Management vorgehaltenen Daten. Dies führt zu einer Steigerung der Produktivität und der Produktqualität.
The following briefly summarizes the advantages achieved by the invention:
  • By the monitoring device temperature, pressure, closed state of the lid, dwell times in conditions continuously and automatically monitored and stored in a log file.
  • Deviations from nominal states are automatically reported and logged.
  • The supply of the monitoring device by a battery allows a mobile and independent use of the intelligent pressure vessel and thus an uninterrupted container monitoring.
  • Cleaning and maintenance operations are monitored and can be requested automatically as necessary maintenance. For example, after cleaning the container three times, the container condition may be set to "Not ready for production" or "Maintenance required". Only when sealing rubbers have been replaced during maintenance, the system switches to the "ready for production" status and the container can continue to be used. This leads to a significant improvement in operational safety.
  • The intelligence of the monitoring device enables seamless product and batch tracking and allows automatic comparison of container data with the data stored in an MES or Asset Management. this leads to to increase productivity and product quality.

Claims (8)

Druckbehälter zur Lagerung und/oder zum Transport von Gütern, dadurch gekennzeichnet,
dass der Behälter (1) eine Überwachungseinrichtung (2...4, 6, 8) mit zumindest einem Sensor (3, 4, 6) zur Erfassung zumindest eines Werts zumindest einer für den Zustand des Behälters (1) charakteristischen Eigenschaft aufweist und
dass die Überwachungseinrichtung dazu ausgebildet ist, den zumindest einen erfassten Wert auf Erfüllung eines vorbestimmten Kriteriums zu überprüfen und ein Signal zur Anzeige des Überprüfungsergebnisses auszugeben.Pressure vessel for the storage and / or transport of goods, characterized
that the container (1) has a monitoring means (2 ... 4, 6, 8) with at least one sensor (3, 4, 6) for detecting at least one value of at least one of the condition of the container (1) characteristic property and
in that the monitoring device is designed to check the at least one detected value for fulfillment of a predetermined criterion and to output a signal for displaying the checking result. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Drucksensor (6) zur Erfassung des im Behälter (1) herrschenden Drucks vorhanden ist und
dass die Überwachungseinrichtung (2...4, 6, 8) dazu ausgebildet ist, den aktuellen Wert des Drucks mit einem vorbestimmten Schwellwert zu vergleichen und ein Signal zur Anzeige eines Fehlerzustands auszugeben, wenn der Schwellwert unterschritten wird.Pressure vessel according to claim 1, characterized
that a pressure sensor (6) for detecting the pressure prevailing in the container (1) is present, and
in that the monitoring device (2 ... 4, 6, 8) is designed to compare the current value of the pressure with a predetermined threshold value and to output a signal for indicating an error state if the threshold value is undershot. Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Temperatursensor (3) zur Erfassung der im Behälter herrschenden Temperatur vorhanden ist und
dass die Überwachungseinrichtung (2...4, 6, 8) dazu ausgebildet ist, den aktuellen Wert der Temperatur mit einem unteren und/oder einem oberen vorbestimmten Schwellwert zu vergleichen und ein Signal zur Anzeige eines Fehlerzustands auszugeben, wenn der untere Schwellwert unterschritten bzw. der obere Schwellwert überschritten wird.Pressure vessel according to claim 1 or 2, characterized
that a temperature sensor (3) for detecting the temperature prevailing in the container is present and
in that the monitoring device (2 ... 4, 6, 8) is designed to compare the current value of the temperature with a lower and / or an upper predetermined threshold value and to output a signal for indicating an error state if the lower threshold value has been undershot or exceeded the upper threshold is exceeded. Druckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Behälter (1) durch einen Deckel (5) verschließbar ist und
dass ein Sensor (4) zur Erfassung eines Werts "Deckel offen" oder eines Werts "Deckel zu" für den Schließzustand als für den Zustand des Behälters (1) charakteristische Eigenschaft vorhanden ist.Pressure vessel according to one of the preceding claims, characterized
that the container (1) by a lid (5) is closable and
in that a sensor (4) for detecting a value "lid open" or a value "lid closed" for the closed state is present as characteristic of the condition of the container (1). Druckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das vorbestimmte Kriterium einen Schwellwert der Verweildauer des Behälters (1) im jeweiligen Zustand enthält.Pressure vessel according to one of the preceding claims, characterized
that the predetermined criterion includes a threshold value of the residence time of the container (1) in each state. Druckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein nichtflüchtiger Speicher (10) zur Hinterlegung eines Zustandsprotokolls in der Überwachungseinrichtung (2...4, 6, 8) vorhanden ist.Pressure vessel according to one of the preceding claims, characterized
in that a non-volatile memory (10) for storing a status log is present in the monitoring device (2 ... 4, 6, 8). Druckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Überwachungseinrichtung (2...4, 6, 8) eine Kommunikationsschnittstelle (8) aufweist, durch welche das Signal zur Anzeige des Überprüfungsergebnisses an ein gesondertes System (7) zur automatischen Weiterverarbeitung ausgebbar ist.Pressure vessel according to one of the preceding claims, characterized
in that the monitoring device (2 ... 4, 6, 8) has a communication interface (8) by means of which the signal for displaying the checking result can be output to a separate system (7) for automatic further processing. Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Druckbehälters (1) zur Lagerung und/oder zum Transport von Gütern, dadurch gekennzeichnet,
dass durch eine Überwachungseinrichtung (2...4, 6, 8) mit zumindest einem Sensor (3, 4, 6) ein Wert einer für den Zustand des Behälters (1) charakteristischen Eigenschaft erfasst wird,
dass der erfasste Wert auf Erfüllen eines vorbestimmten Kriteriums überprüft wird und
dass ein Signal ausgegeben wird, welches das Überprüfungsergebnis anzeigt.Method for monitoring the condition of a pressure vessel (1) for the storage and / or transport of goods, characterized
that by a monitoring device, a value of one for the condition of the container (1) characteristic property is detected (2 ... 4, 6, 8) with at least one sensor (6 3, 4,),
that the detected value is checked for satisfaction of a predetermined criterion, and
that a signal is output indicating the checking result.
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