DIGITAL VERNETZTES MISCH- UND/ODER HOMOGENISIERANLAGENSYSTEM

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein digital vernetztes Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem, insbesondere für Kosmetikprodukte, mit einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung zum Mischen und Homogenisieren von Fluid, wobei die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung einen Behälter, ein Rührwerk, einen Homogenisator, ein Rohrleitungssystem, ein fernbetätigbares Ventil sowie eine Steuerungseinrichtung und eine Sensoreinrichtung aufweist.
Erfindungsgemäß wird eine Datenübertragungseinrichtung vorgeschlagen, die datenleitend mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist, ein mit der Datenübertragungseinrichtung datenleitend verbindbares Datennetzwerk, sowie eine mit dem Datennetzwerk datenleitend verbindbare Fernsteuerungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Daten mittels des Datennetzwerks an die Datenübertragungseinrichtung zu senden und/oder von dieser zu empfangen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein digital vernetztes Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem, insbesondere für Kosmetikprodukte, mit einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung zum Mischen und Homogenisieren von Fluid, wobei die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung mindestens aufweist: einen Behälter zur Aufnahme von Fluid, ein Rührwerk, mit einem zumindest abschnittsweise in dem Behälter angeordneten Mischelement, sowie einer mit dem Mischelement verbundenen Antriebseinrichtung zum Antreiben des Mischelements, einen mit dem Behälter fluidleitend verbundenen Homogenisator mit mindestens einem Homogenisator-Mischelement und einer mit dem mindestens einen Homogenisator-Mischelement wirkverbundenen Homogenisator-Antriebseinheit, ein mit dem Homogenisator verbundenes Rohrleitungssystem, ein fluidleitend in dem Rohrleitungssystem angeordnetes, fernbetätigbares Ventil, eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung und/oder des Ventils, mit einem Prozessor und einem Speicher, eine mit der Steuerungseinrichtung datenleitend verbundene Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer Messgröße und Umwandlung der Messgröße in ein Signal.

[0002] Derartige Misch- und/oder Homogenisieranlagensysteme werden beispielsweise in der kosmetischen, pharmazeutischen oder chemischen Industrie bei der Herstellung von Cremes, Salben, Pasten oder dergleichen eingesetzt. Die Anlagensysteme weisen regelmäßig wenigstens einen Behälter auf, in dem das zu vermischende und zu verarbeitende Fluid aufgenommen ist. In einen solchen Behälter ist typischerweise ein Rührwerk eingebracht, welches ein Vermischen des Fluids ermöglicht. Mit dem Behälter fluidleitend verbunden ist typischerweise ein Homogenisator zum Homogenisieren des Fluids. Ferner weisen aus dem Stand der Technik bekannte Misch- und/oder Homogenisiereinrichtungen typischerweise eine Vielzahl von Leitungen und Ventilen zum Fluidtransport und zur Steuerung von Fluidflüssen auf.

[0003] Zur Sicherstellung einer hohen Verarbeitungsprozessqualität kommt der Erfassung von Messgrößen in den unterschiedlichen Komponenten eines Misch- und/oder Homogenisieranlagensystems eine besondere Bedeutung zu. Aus dem Stand der Technik vorbekannte Anlagensysteme weisen zu diesem Zweck typischerweise Sensoren auf, die datenleitend mit einer Steuerungseinrichtung verbunden sind. Unter anderem auf Basis der von den Sensoren ermittelten Messgrößen steuert die Steuerungseinrichtung eine Vielzahl von Aktuatoren an, etwa betreffend den Antrieb eines Mischelements, Ventilstellungen, und dergleichen.

[0004] Nachteilig beim beschriebenen Stand der Technik wirkt sich allerdings aus, dass auf die Steuerungseinrichtung sowie die von der Sensoreinrichtung ermittelten Messgrößen nur sehr eingeschränkt und lediglich durch einen Bediener, der sich in unmittelbarer Nähe zu dem Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem befindet, zugegriffen werden kann. Sowohl eine Betriebsdatenüberwachung, als auch eine Anpassung von Betriebsdaten ohne direkten Kontakt zu dem System ist somit nicht möglich. Auch wirkt sich nachteilig aus, dass lediglich eine eng begrenzte Anzahl von Messgrößen erfasst werden und Lebenszyklusinformationen und Ausfallwahrscheinlichkeiten einzelner Komponenten nicht oder nur unter größter Mühe ermittelt werden können.

[0005] Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Insbesondere war ein Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem anzugeben, welches eine verbesserte Zustandsüberwachung wesentlicher Betriebskomponenten erlaubt und gleichzeitig einen weitestgehend ortsungebundenen Zugriff auf die Komponenten einer solchen Anlage ermöglicht.

[0006] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem der eingangs genannten Art gelöst durch eine mit Steuerungseinrichtung datenleitend verbundenen Datenübertragungseinrichtung, ein mit der Datenübertragungseinrichtung datenleitend verbindbares Datennetzwerk, sowie eine mit dem Datennetzwerk datenleitend verbindbare Fernsteuerungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Daten mittels des Datennetzwerks an die Datenübertragungseinrichtung zu senden und/oder von dieser zu empfangen.

[0007] Ein solches vorgeschlagenes digital vernetztes Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem ermöglicht es auf einfache Weise, von nahezu jedem beliebigen Ort Daten, insbesondere Betriebsdaten und dergleichen, von einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung zu empfangen, auszuwerten, und zu überwachen. Gleichzeitig kann auf dieselbe Weise nahezu ortsunabhängig insbesondere auf die Steuerungseinrichtung einer solchen Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung von einem autorisierten Benutzer zugegriffen werden, um etwa den Misch- und/oder Homogenisierprozess zu beeinflussen und zu optimieren. Ein Bediener oder Wartungstechniker muss nicht länger persönlich zum Zwecke der Betriebsdatenüberwachung und Steuerungsanpassung in den Nahbereich einer Anlage treten und sich vor Ort Zugang zu der Steuerungseinrichtung verschaffen. Insgesamt lassen sich somit nicht nur Betriebs- und Wartungskosten sparen, sondern es lässt sich ferner schneller und kostengünstiger auf den Betrieb eines solchen Misch- und/oder Homogenisieranlagensystems Einfluss nehmen.

[0008] Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung eine, mehrere, oder sämtliche der folgenden Komponenten aufweist: ortsgebundene Reinigungseinrichtung, Transfersystem, Sperrflüssigkeitssystem, Temperiersystem, Vakuumsystem, Deckellift.

[0009] Die beschriebenen Komponenten bzw. Baugruppen haben sich als besonders vorteilhaft zur Durchführung industrieller Misch- und/oder Homogenisieranwendungen erwiesen, bei denen bei hoher Verarbeitungsqualität große Fluidmengen verarbeitet werden sollen.

[0010] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die datenleitende Verbindung zwischen der Sensoreinrichtung und der Steuerungseinrichtung als wenigstens einer der folgenden ausgebildet: Profibus, Ethernet, Direktverbindung. Alle drei Arten der Datenverbindung haben sich als zuverlässige, schnelle, und einen ausreichenden Datendurchsatz aufweisende datenleitende Verbindungen herausgestellt, insbesondere zur Übermittlung der mehreren Sensordaten von der Sensoreinrichtung an die Steuerungseinrichtung. Die Sensordaten können somit im Wesentlichen in Echtzeit an die Steuerungseinrichtung übertragen werden.

[0011] Weiterhin bevorzugt weist die Datenübertragungseinrichtung einen Switch auf. Ferner ist bevorzugt, dass das Datennetzwerk als eines der folgenden ausgebildet ist: Ethernet, drahtloses lokales Netzwerk, virtuelles privates Kommunikationsnetz. Je nach Anwendungsbereich, wenn etwa eine kabelgebundene Verbindung zu einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung besteht, kann eine einen hohen Datendurchsatz aufweisende Ethernetverbindung vorteilhaft sein. Im unmittelbaren Umfeld einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung kann darüber hinaus für einen besonders flexiblen Zugriff das Datennetzwerk als drahtloses lokales Netzwerk ausgebildet sein. Einer hohen Sicherheitsanforderung genügende Verbindung von entfernten Orten kann im Wesentlichen in Echtzeit über ein virtuelles privates Kommunikationsnetz (VPN) hergestellt werden.

[0012] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Fernsteuerungseinrichtung wenigstens eine der folgenden Benutzerebenen auf: interne Anwenderebene, externe Anwenderebene, interne IT-Ebene. Mittels der Gliederung der Fernsteuerungseinrichtung in unterschiedliche Benutzerebenen lässt sich der Umfang der Zugriffsberechtigung anpassen, ob also etwa einen bestimmten Benutzer lediglich gestattet ist, eine Auswahl von Betriebsparametern, wie Sensordaten einzusehen, und es etwa einen weiteren Benutzer zusätzlich gestattet ist, Einfluss zu nehmen auf die Steuerung des Misch- und/oder Homogenisieranlagensystems. Es kann ferner danach differenziert werden, an welchem Ort sich der Benutzer aufhält, ob er sich also in etwa in unmittelbarer Nähe zu der Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung befindet, in derselben Herstellungsumgebung (Fabrik), im Anlagenherstellerunternehmen, oder an einem beliebigen, davon entfernten Ort.

[0013] Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die interne Anwenderebene und/oder die externe Anwenderebene einen PC-Client und/oder einen Mobil-Client aufweisen. Somit ist es sowohl innerhalb der internen Anwenderebene als auch innerhalb der externen Anwenderebene möglich, eine Datenverbindung sowohl mittels eines Personalcomputers und einem auf diesem ausgeführten Clienten vorzunehmen, als auch mittels eines mobilen Endgerätes, welches ebenfalls einen betreffenden Clienten ausführt.

[0014] Eine weitere alternativ bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die interne Anwenderebene über ein lokales Netzwerk, insbesondere Ethernet oder ein drahtloses lokales Netzwerk, mit der Datenübertragungseinrichtung verbunden ist, und/oder die externe Anwenderebene über ein virtuelles privates Kommunikationsnetz mit der Datenübertragungseinrichtung verbunden ist.

[0015] Im Hinblick auf die interne Anwenderebene, wird vorzugsweise auf lokale Netzwerktypen bzw. Netzwerkstandards zurückgegriffen. Die Anbindung eines stationären bzw. teilstationären Personalcomputers bietet sich dabei mittels einer Ethernetverbindung an, welche eine sichere und breitbandige Anbindung ermöglicht. Der Mobil-Client wird vorzugsweise über ein lokales drahtloses Netzwerk (WLAN) angebunden, wobei auch hier hohe Datenraten bei einer hohen Netzwerksicherheit erreicht werden können. Die Anbindung der externen Anwenderebene erfolgt vorzugsweise über ein virtuelles privates Kommunikationsnetz, welches quasi ortsungebunden eine sichere Datenübertragung mit der Datenübertragungseinrichtung gewährleistet.

[0016] Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die interne IT-Ebene wenigstens einen Server aufweist, welcher insbesondere einen Schnittstellenserver, insbesondere einen Open Platform Communications (OPC)-Server, aufweist und/oder einen Applikationsserver.

[0017] Der Applikationsserver dient im Wesentlichen als Server für die PC-Clienten sowie die mobilen Clienten der internen sowie externen Anwenderebene. Mittels des OPC-Servers lassen sich die Betriebsdaten, wie insbesondere die Sensordaten, einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung erfassen, aufbereiten und auswerten und es kann gleichzeitig bedarfsweise auf die Steuerungseinrichtung Einfluss genommen werden.

[0018] Vorzugsweise ist die interne IT-Ebene über ein lokales Netzwerk, insbesondere Ethernet, mit der Datenübertragungseinrichtung verbunden. Die Ethernetverbindung stellt dabei eine breitbandige und sichere Verbindungsart dar.

[0019] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Sensoreinrichtung mindestens einen der folgenden Sensoren auf: Temperatursensor, Drucksensor, Durchflusssensor/Strömungssensor, Endlagensensor, Leitfähigkeitssensor, Trübungssensor/Schwebekörpersensor, Viskositätssensor, pH-Wert-Sensor, Schaumsensor, Füllstandsensor, Leermeldungssensor, Bildsensor, insbesondere Videokamera, Lagerüberwachungssensor, Verschleißsensor, UV-Licht-Sensor, Spüleinrichtungs-Überwachungssensor zur Detektion einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre, Wassersensor, Drehmomentsensor, Gewichtsensor, Drehzahlsensor.

[0020] Die genannten Sensoren und Sensortypen haben sich als besonders geeignet und vorteilhaft für die Verwendung in einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung zur Überwachung der unterschiedlichsten Betriebszustände und Bauteilpositionen sowie der Fluidzustände erwiesen.

[0021] Darüber hinaus sensiert der Endlagensensor vorzugsweise die Endlage mindestens eines der folgenden: Ventilstellung, Mannlochstellung, Deckelposition, Koppelbodeninstallation. Die ordnungsgemäße Positionierung bzw. ein ordnungsgemäßer Verschluss von Betriebs- und Wartungsöffnungen der Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung kann damit sichergestellt werden.

[0022] Der Lagerüberwachungssensor ist vorzugsweise als Schwingungssensor ausgebildet. Eine Detektion von an einem Lager auftretenden Schwingungen hat sich als besonders geeignet dazu erwiesen, einen Lagerzustand zu überwachen. Eine Zunahme von Vibrationen bzw. Schwingungen an einem Lager lässt Rückschlüsse auf den Lagerverschleiß zu, und ermöglicht ferner die Durchführung von präventiven Wartungsereignissen, wenn aufgrund beispielsweise der ermittelten Schwingungen absehbar ist, dass ein Lager in naher Zukunft versagen wird und auszutauschen ist.

[0023] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Behälter einen, mehrere oder sämtliche der folgenden Sensoren auf: Temperatursensor, Drucksensor, Endlagensensor, Schaumsensor, Füllstandsensor, Leermeldungssensor, Bildsensor, Gewichtsensor. Die genannten Sensoren haben sich dabei als vorzugswürdig erwiesen, eine umfassende und genaue Überwachung der in dem Behälter und im unmittelbaren Umfeld des Behälters anlaufenden Vorgänge zu gewährleisten.

[0024] Weiterhin bevorzugt weist das Rührwerk einen, mehrere oder sämtlich der folgenden Sensoren auf: Lagerüberwachungssensor, Verschleißsensor, Spüleinrichtungs-Überwachungssensor zur Detektion einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre, Drehzahlsensor, Drehmomentsensor.

[0025] Mittels des Lagerüberwachungssensors und des Verschleißsensors können auch hier vor dem unmittelbaren Versagen bzw. Ausfallen einzelner Komponenten Rückschlüsse auf ein bevorstehendes Ausfall- bzw. Wartungsereignis gezogen werden.

[0026] Vorzugsweise weist der Homogenisator einen, mehrere oder sämtliche der folgenden Sensoren auf: Drucksensor, Lagerüberwachungssensor, Verschleißsensor, Antriebsüberwachungssensor einer Spüleinrichtung, Drehzahlsensor, Drehmomentsensor. Auch die hier beschriebenen Sensoren ermöglichen eine umfangreiche Zustandsüberwachung und eine Früherkennung eventueller Ausfallereignisse zur Reduzierung von Ausfallzeiten.

[0027] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung wenigstens einen Analog-Digital-Umsetzer zur Umwandlung eines analogen Sensorsignals in ein digitales Sensorsignal auf.

[0028] Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Fernsteuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens eines der folgenden auszuführen: Auswertung von Sensordaten und Ermittlung von Prozessinformationen, insbesondere in Echtzeit, Archivierung von Sensordaten und/oder Prozessinformationen, Auswertung von Sensordaten und/oder Prozessinformationen zur vorausschauenden Wartung einer Verschleißkomponente einer Misch- und/oder Homogenisieranlage.

[0029] Im Rahmen der Auswertung von Sensordaten und der Ermittlung von Prozessinformationen werden dem Bediener vorzugsweise eine Vielzahl von Sensordaten und Prozessinformationen zur Anzeige gebracht. Dieser kann sich sodann ein umfangreiches Gesamtbild und auch detaillierte Informationen über einzelne Anlagebereiche und Verfahrensschritte verschaffen. Ferner ist bevorzugt, dass die Auswertung von Sensordaten mittels statistischer Methoden erfolgt und Vergangenheitsdaten mit den in Echtzeit ermittelten Sensordaten verglichen und korreliert werden, insbesondere zur Früherkennung von Fehlentwicklungen und Wartungsereignissen.

[0030] Hierbei ist vorgesehen, dass Sensordaten und/oder Prozessinformationen ferner zu vorausschauenden Wartung von Verschleißkomponenten verwendet werden. Auf Basis statistischen Auswertungen, manuell hinterlegter Wartungs- und Laufzeitintervalle, sowie anderer Daten, kann eine Abschätzung erfolgen, wann eine betreffende Komponente, etwa ein Antrieb oder ein Lager, mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ausfallen wird. Service- und Wartungsarbeiten können unter Berücksichtigung dieser Informationen auf vorteilhafte Weise verbessert geplant werden. Hierdurch ist es insgesamt möglich, Anlagen-Wartungskosten und die Ausfallzeiten zu reduzieren.

[0031] Dabei ist bevorzugt, dass die Verschleißkomponente wenigstens eine der folgenden ist: Gleitringdichtungen des Homogenisators, Homogenisator-Mischelement, Ventildichtungen, Pumpen, Gleitringdichtungen des Rührwerks, Abstreifer des Rührwerks, Wärmetauscher. Für die genannten Verschleißkomponenten können nunmehr optimierte Wartungsintervalle ermittelt werden und vorzugsweise bereits dann ein Austausch der Komponenten eingeleitet werden, wenn mit einer hinreichend hohen Wahrscheinlichkeit zu erwarten ist, dass die Komponente zeitnah ausfallen wird.

[0032] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.

[0033] Im Einzelnen zeigen:

• Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen digital vernetzten Misch- und/oder Homogenisieranlagensystems in einer Blockdarstellung;
• Fig. 2 das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen digital vernetzten Misch- und/oder Homogenisieranlagensystems gemäß Fig. 1 in einer erweiterten Blockdarstellung;
• Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung in einer schematischen Darstellung;
• Fig. 4 einen Behälter einer erfindungsgemäßen Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung in einer schematischen Darstellung;
• Fig. 5 ein Rührwerk einer erfindungsgemäßen Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung in einer schematischen Darstellung; und
• Fign. 6 bis 12 weitere Komponenten und Baugruppen einer erfindungsgemäßen Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung in schematischen Darstellungen.

[0034] Figur 1 zeigt eine Blockdarstellung eines digital vernetzten Misch- und/oder Homogenisieranlagensystems 2 mit einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4, einem Datennetzwerk 28 sowie eine Fernsteuerungseinrichtung 30.

[0035] Die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4 weist einen Behälter 6 auf, in welchem ein Mischelement 10 angeordnet ist. Das Mischelement 10 ist Teil eines Rührwerkes 8, wobei das Mischelement 10 mit einer Antriebseinrichtung 12 verbunden ist. Die Antriebseinrichtung 12 dient dem Antrieb des Mischelements 10, insbesondere dem in Rotation versetzen desselben. Der Behälter 6 ist ferner mit einem Vakuumsystem 42 verbunden. An dem Behälter 6 sind weiterhin eine Vielzahl von Rohrleitungen angeordnet, die ein Rohrleitungssystem 14 ausbilden. Das Rohrleitungssystem 14 bzw. einzelne Rohrleitungen desselben sind mit Ventilen 16 zur Beeinflussung des Durchflusses durch das Rohrleitungssystem 14 verbunden. In der Figur unterhalb des Behälters 6 ist ein Homogenisator 38 angeordnet. Dieser fluidleitend mit dem Behälter 6 verbunden. Fluidleitend mit dem Homogenisator 38 ist ferner ein Transfersystem 34 verbunden. Die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4 weist darüber hinaus ein Sperrflüssigkeitssystem 36, einen Deckellift 44, ein Temperiersystem 40 sowie eine ortsgebundene Reinigungseinrichtung 32 auf. Die Positionierung der Komponenten ist in Figur 1 lediglich schematisch dargestellt.

[0036] Die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4 weist darüber hinaus eine Steuerungseinrichtung 18 auf, die einen Prozessor 20 sowie einen Speicher 22 aufweist. Mit der Steuerungseinrichtung 18 ist eine Sensoreinrichtung 24 verbunden, welche ihrerseits eine Vielzahl von Sensoren aufweist, die an den einzelnen Komponenten der Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4 Messdaten erfassen.

[0037] Die Steuerungseinrichtung 18 ist ferner datenleitend mit einer Übertragungseinrichtung 26 verbunden. Die Datenübertragungseinrichtung 26 ist über ein Datennetzwerk 28 mit einer Fernsteuerungseinrichtung 30 verbindbar. Mittels der Fernsteuerungseinrichtung 30 können Daten von der Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4 bezogen werden und Daten an selbige übermittelt werden.

[0038] Ein Blockschaltbild eines digital vernetzten Misch- und/oder Homogenisieranlagensystems 2 ist ferner in Figur 2 gezeigt. Das digital vernetzten Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem 2 weist eine Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4 auf, welche mit Fokussierung auf die Sensoreinrichtung 24 sowie die Steuerungseinrichtung 18 dargestellt ist. Die Sensoreinrichtung 24 weist zunächst eine Vielzahl von Sensoren, wie einen Temperatursensor 72, einen Drucksensor 74, einen Durchflusssensor/Strömungssensor 76, einen Drehzahlsensor 110, einen Endlagensensor 78, einen Leitfähigkeitssensor 80, einen Füllstandsensor 90, sowie einen Drehmomentsensor 106 auf. Je nach Art des Messsignals werden diese mittels eines Analog-Digital-Umsetzers 112 umgewandelt in ein digitales Signal und mittels der datenleitenden Verbindung 46, welche als Profibus, Ethernet, oder Direktverbindung ausgebildet sein kann, an die Steuerungseinrichtung 18 übertragen.

[0039] Die Steuerungseinrichtung 18 ist über eine Datenübertragungseinrichtung 26 mit einem Datennetzwerk 28 verbunden. Vorliegend weist das Datennetzwerk 28 einen Switch 48 auf, der mittels einer Ethernetverbindung 50 mit der Datenübertragungseinrichtung 26 verbunden ist und somit mit der Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4. Mit dem Datennetzwerk 28 bzw. dem Switch 48 ist die Fernsteuerungseinrichtung 30 verbunden, die sich vorliegend in drei Ebenen, eine interne Anwenderebene 56, eine externe Anwenderebene 58 sowie eine interne IT-Ebene 60, untergliedert.

[0040] Die interne Anwenderebene 56 weist einen PC-Client 62 sowie einen Mobil-Client 64 auf. Der PC-Client 62 ist mittels einer Ethernetverbindung 50 mit dem Switch 48 verbunden. Der Mobil-Client 64 ist mittels eines drahtlosen lokalen Netzwerkes (WLAN) 52 mit dem Switch 48 verbunden. Die externe Anwenderebene 58 weist einen PC-Client 62 sowie einen Mobil-Client 64 auf, welche jeweils über ein virtuelles privates Kommunikationsnetz (VPN) 54 mit dem Switch 48 verbunden sind.

[0041] Die interne IT-Ebene 60 weist einen Server 66 auf, welcher wiederum einen Open Platform Communications (OPC)-Server 68 sowie einen Applikationsserver 70 aufweist. Der Server 66 ist mittels einer Ethernetverbindung 50 mit dem Switch 48 verbunden.

[0042] Ein schematischer Aufbau einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4 ist in Figur 3 gezeigt. Wie bereits in Figur 1 angedeutet, weist die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung 4 einen Behälter 6 auf, in dem Mischelemente 10, 10' angeordnet sind. Diese sind Teil eines Rührwerkes 8, welches zusätzlich eine Antriebseinrichtung 12 aufweist. Ferner ist der Behälter 6 mittels eines Rohrleitungssystems 14 mit weiteren Komponenten, beispielsweise einem Ventil 16, verbunden. Unterhalb des Behälters 6 ist vorliegend noch ein Homogenisator 38 angeordnet, der ebenfalls fluidleitend mit dem Rohrleitungssystem 14 sowie dem Behälter 6 verbunden ist. Die einzelnen, in der Figur 3 gezeigten Komponenten weisen eine Vielzahl von Sensoren auf, die in den nachfolgenden Figuren jeweils baugruppenbezogen beschrieben werden.

[0043] So zeigt Figur 4 zunächst eine Einzeldarstellung des Behälters 6. Der Behälter 6 weist in seinem oberen Bereich einen Bildsensor 94 zur optischen Erfassung des Innenraumes des Behälters 6 auf. Einer Behälteröffnung zugeordnet ist ferner ein Endlagensensor 78. Der Behälter 6 weist ferner einen Temperatursensor 72 auf sowie einen Drucksensor 74, einen Schaumsensor 88, einen Füllstandsensor 90, sowie einen Leermeldungssensor 92. Weiterhin ist dem Behälter 6 ein Gewichtssensor 108 zugeordnet.

[0044] Figur 5 zeigt ein Rührwerk 8 mit den Mischelementen 10 sowie 10' und den am Rührwerk 8 angeordneten Sensoren. Im Bereich der Antriebseinrichtung 12 sind Lagerüberwachungssensoren 96 sowie Verschleißsensoren 98 angeordnet, welche eine frühzeitige Verschleißerkennung eines Lagers ermöglichen. Der Antriebseinrichtung 12 sind darüber hinaus Drehmomentsensoren 106, Drehzahlsensoren 110, sowie Spüleinrichtungs-Überwachungssensoren 102 zur Detektion einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre zugeordnet. Ferner weist die Antriebseinrichtung noch einen Endlagensensor 78, einen Verschleißsensor 98, sowie einen Temperatursensor 72 auf. Oberhalb der Mischelemente 10, 10' ist darüber hinaus ein weiterer Temperatursensor 72, ein Lagerüberwachungssensor 96 sowie ein Verschleißsensor 98 an einem Lager der Mischelemente 10, 10' angeordnet.

[0045] Figur 6 zeigt die Anordnung von Sensoren an dem Homogenisator 38. Im oberen Bereich des Homogenisators 38 ist ein Drucksensor 74 sowie ein Verschleißsensor 98 und ein Lagerüberwachungssensor 96 angeordnet. Den Antrieben M ist jeweils ein Drehmomentsensor 106 ein Drehzahlsensor 110 zugeordnet. Der Homogenisator 38 wird ferner mittels eines Temperatursensors 72 temperaturüberwacht und weist einen Spüleinrichtungs-Überwachungssensor 102 zur Detektion einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre sowie ein Drucksensor 74 auf.

[0046] Figur 7 zeigt ein Sperrflüssigkeitssystem 36, welches in seinem Vorratsbehälter 114 einen UV-Licht-Sensor 100 aufweist sowie einen Temperatursensor 72, einen Drucksensor 74, einen Trübungssensor/Schwebekörpersensor 82, einen Füllstandsensor 90, und einen Leermeldungssensor 92. Im Bereich des Antriebes M ist ferner ein Drehzahlsensor 110 angeordnet sowie im Bereich der Abführrohrleitung ein Durchflusssensor/Strömungssensor 76.

[0047] Figur 8 zeigt eine ortsgebundene Reinigungseinrichtung 32, wobei im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung in erster Linie Bezug genommen wird auf die Anordnung von Sensoren an der ortsgebundenen Reinigungseinrichtung 32. So weist diese in einem oberen Leitungsbereich einen Temperatursensor 72, einen Drucksensor 74, einen Leitfähigkeitssensor 80, einen pH-Wert-Sensor 86 sowie einen Schaumsensor 88 auf. Der im oberen Bereich angeordneten Verbindungsleitung sind drei Rohrleitungsabschnitte nachgeschaltet, wobei jeder der Rohrleitungsabschnitte in einem oberen Bereich einen Endlagensensor 78, einen Durchflusssensor/Strömungssensor 76 sowie im Bereich des Antriebs M, einen Lagerüberwachungssensor 96, einen Verschleißsensor 98 sowie einen Drehzahlsensor 110 aufweist. In einem unteren Bereich, der die Vorratsbehälter 114', 114", 114'" aufweist, sind jedem der Vorratsbehälter 114', 114", 114'" ein Füllstandsensor 90, einen Leermeldungssensor 92 sowie einen Gewichtsensor 108 zugeordnet.

[0048] Figur 9 zeigt ein Transfersystem 34, welches nachfolgend ebenfalls mit Fokussierung auf die Sensoranordnung beschrieben wird. Einem im linken Bereich der Figur 9 angeordneten Ventil 16 ist zunächst ein Endlagensensor 78 zugeordnet. Der Leitungsabschnitt, der sich bezogen auf die Figur 9 ausgehend davon nach rechts erstreckt, weist einen Leermeldungssensor 92 auf. In einem unteren Bereich des in Figur 9 gezeigten Transfersystems 34 befinden sich weitere Ventile mit Endlagensensoren 78. Darüber hinaus weist das Transfersystem 34 in einem oberen Bereich einen Temperatursensor 72, einen Drucksensor 74 und einen Durchflusssensor/Strömungssensor 76 auf, sowie in einem Pumpenbereich einem dem Antrieb M zugeordneten Drehzahlsensor 110 sowie einen Drehmomentsensor 106. Dem Getriebe G ist ferner noch ein Lagerüberwachungssensor 96 sowie ein Verschleißsensor 98 zugeordnet.

[0049] Figur 10 zeigt ein Temperiersystem 40, welches in einem oberen Bereich zunächst einen Durchflusssensor/Strömungssensor 76 sowie einen Temperatursensor 72 aufweist. Einer Pumpe bzw. deren Antrieb zugeordnet sind ein Drucksensor 74, ein Lagerüberwachungssensor 96, ein Verschleißsensor 98, ein sowie ein Drehzahlsensor 110. In einem linken Bereich der Figur befindet sich ferner noch ein Drucksensor 74 sowie darunter angeordnet ein Füllstandsensor 90 sowie ein Leermeldungssensor 92. In einem mittleren rechten Bereich der Figur ist ferner noch ein Temperatursensor 72 angeordnet.

[0050] Figur 11 zeigt ein Vakuumsystem 42, welches nachfolgend ebenfalls unter Fokussierung auf die Sensorpositionierung beschrieben wird. Das Vakuumsystem 42 weist zunächst eine Pumpe mit einem Antrieb M auf, wobei dem Antrieb M ein Lagerüberwachungssensor 96, ein Verschleißsensor 98 sowie ein Drehzahlsensor 110 zugeordnet sind. In einem Vakuumbehältnis 116 sind darüber hinaus ein Schaumsensor 88, ein Füllstandsensor 90, ein Leermeldungssensor 92, ein Temperatursensor 72 sowie ein Drucksensor 74 angeordnet. Ferner weist das Vakuumsystem 42 noch einen Endlagensensor 78 sowie einen Durchflusssensor/Strömungssensor 76 auf.

[0051] Figur 12 zeigt einen Deckellift 44, welcher einen Antrieb M aufweist, der von einem Drehmomentsensor 106 überwacht wird. Dem Getriebe G ist ferner ein Lagerüberwachungssensor 96 zugeordnet sowie ein Drehzahlsensor 110. Dem Deckellift 44 sind ferner mehrere Endlagensensoren 78 zugeordnet sowie ein Verschleißsensor 98.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

[0052] 

2

Digital vernetztes Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem

4

Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung

6

Behälter

8

Rührwerk

10, 10'

Mischelement

12

Antriebseinrichtung

14

Rohrleitungssystem

16

Ventil

18

Steuerungseinrichtung

20

Prozessor

22

Speicher

24

Sensoreinrichtung

26

Datenübertragungseinrichtung

28

Datennetzwerk

30

Fernsteuerungseinrichtung

32

ortsgebundene Reinigungseinrichtung

34

Transfersystem

36

Sperrflüssigkeitssystem

37

Homogenisator-Mischelement

38

Homogenisator

39

Homogenisator-Antriebseinheit

40

Temperiersystem

42

Vakuumsystem

44

Deckellift

46

datenleitende Verbindung zwischen Sensoreinrichtung und Steuerungseinrichtung

48

Switch

50

Ethernet

52

drahtloses lokales Netzwerk (W-LAN)

54

virtuelles privates Kommunikationsnetz (VPN)

56

interne Anwenderebene

58

externe Anwenderebene

60

interne IT-Ebene

62

PC-Client

64

Mobil-Client

66

Server

68

Open Platform Communications (OPC)-Server

70

Applikationsserver

72

Temperatursensor

74

Drucksensor

76

Durchflusssensor/Strömungssensor

78

Endlagensensor

80

Leitfähigkeitssensor

82

Trübungssensor/Schwebekörpersensor

84

Viskositätssensor

86

pH-Wert-Sensor

88

Schaumsensor

90

Füllstandssensor

92

Leermeldungssensor

94

Bildsensor, insbesondere Videokamera

96

Lagerüberwachungssensor

98

Verschleißsensor

100

UV-Licht-Sensor

102

Spüleinrichtungs-Überwachungssensor zur Detektion einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre

104

Wassersensor

106

Drehmomentsensor

108

Gewichtssensor

110

Drehzahlsensor

112

Analog-Digital-Umsetzer

114, 114' 114", 114'"

Vorratsbehälter

116

Vakuumbehältnis

Ansprüche

1. Digital vernetztes Misch- und/oder Homogenisieranlagensystem (2), insbesondere für Kosmetikprodukte, mit:

- einer Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung (4) zum Mischen und Homogenisieren von Fluid, wobei die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung (4) mindestens aufweist:

- einen Behälter (6) zur Aufnahme von Fluid,

- ein Rührwerk (8), mit einem zumindest abschnittsweise in dem Behälter angeordneten Mischelement (10, 10'), sowie einer mit dem Mischelement (10, 10') wirkverbundenen Antriebseinrichtung (12) zum Antreiben des Mischelements (10, 10'),

- einen mit dem Behälter (6) fluidleitend verbundenen Homogenisator (38) mit mindestens einem Homogenisator-Mischelement (37) und einer mit dem mindestens einen Homogenisator-Mischelement (37) wirkverbundenen Homogenisator-Antriebseinheit (39),

- ein mit dem Homogenisator (38) verbundenes Rohrleitungssystem (14),

- ein fluidleitend in dem Rohrleitungssystem (14) angeordnetes, fernbetätigbares Ventil (16),

- eine Steuerungseinrichtung (18) zur Steuerung der Antriebseinrichtung (12) und/oder des Ventils (16), mit einem Prozessor (20) und einem Speicher (22),

- eine mit der Steuerungseinrichtung (18) datenleitend verbundene Sensoreinrichtung (24) zur Ermittlung einer Messgröße und Umwandlung der Messgröße in ein Signal,

gekennzeichnet durch eine mit der Steuerungseinrichtung (18) datenleitend verbundene Datenübertragungseinrichtung (26),

- ein mit der Datenübertragungseinrichtung (26) datenleitend verbindbares Datennetzwerk (28), sowie

- eine mit dem Datennetzwerk (28) datenleitend verbindbare Fernsteuerungseinrichtung (30), die dazu eingerichtet ist, Daten mittels des Datennetzwerks (28) an die Datenübertragungseinrichtung (26) zu senden und/oder von dieser zu empfangen.

2. System (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und/oder Homogenisiereinrichtung (4) eine, mehrere, oder sämtliche der folgenden Komponenten aufweist:

- ortsgebundene Reinigungseinrichtung (32),

- Transfersystem (34),

- Sperrflüssigkeitssystem (36),

- Temperiersystem (40),

- Vakuumsystem (42),

- Deckellift (44).

3. System (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die datenleitende Verbindung (46) zwischen der Sensoreinrichtung (24) und der Steuerungseinrichtung (18) als wenigstens eine der folgenden ausgebildet ist:

- Profibus,

- Ethernet (50),

- Direktverbindung.

4. System (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinrichtung (26) einen Switch (48) aufweist.

5. System (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Datennetzwerk (28) als eines der folgenden ausgebildet ist:

- Ethernet (50),

- drahtloses lokales Netzwerk (52),

- virtuelles privates Kommunikationsnetz (54).

6. System (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsteuerungseinrichtung (30) wenigstens eine der folgenden Benutzerebenen aufweist:

- interne Anwenderebene (56),

- externe Anwenderebene (58),

- interne IT-Ebene (60).

7. System (2) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die interne Anwenderebene (56) und/oder die externe Anwenderebene (58) einen PC-Client (62) und/oder einen Mobil-Client (64) aufweisen.

8. System (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die interne Anwenderebene (56) über ein lokales Netzwerk, insbesondere Ethernet (50) oder drahtloses lokales Netzwerk (52), mit der Datenübertragungseinrichtung (26) verbunden ist, und/oder die externe Anwenderebene (58) über ein virtuelles privates Kommunikationsnetz (54) mit der Datenübertragungseinrichtung (26) verbunden ist.

9. System (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die interne IT-Ebene (60) wenigstens einen Server (66) aufweist, welcher insbesondere einen Schnittstellenserver, insbesondere einen Open Platform Communications (OPC)-Server (68), aufweist und/oder einen Applikationsserver (70).

10. System (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die interne IT-Ebene (60) über ein lokales Netzwerk, insbesondere Ethernet (50), mit der Datenübertragungseinrichtung (26) verbunden ist.

11. System (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (24) mindestens einen der folgenden Sensoren aufweist:

- Temperatursensor (72),

- Drucksensor (74),

- Durchflusssensor/Strömungssensor (76),

- Endlagensensor (78),

- Leitfähigkeitssensor (80),

- Trübungssensor/Schwebekörpersensor (82),

- Viskositätssensor (84),

- pH-Wert-Sensor (86),

- Schaumsensor (88),

- Füllstandssensor (90),

- Leermeldungssensor (92),

- Bildsensor (94), insbesondere Videokamera,

- Lagerüberwachungssensor (96),

- Verschleißsensor (98),

- UV-Licht-Sensor (100),

- Spüleinrichtungs-Überwachungssensor (102) zur Detektion einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre,

- Wassersensor (104),

- Drehmomentsensor (106),

- Gewichtssensor (108),

- Drehzahlsensor (110),

wobei vorzugsweise der Endlagensensor (78) die Endlage mindestens eines der folgenden sensiert:

- Ventilstellung,

- Mannlochstellung,

- Deckelposition,

- Koppelbogeninstallation,

und/oder der Lagerüberwachungssensor (96) als Schwingungssensor ausgebildet ist.

12. System (2) nach mindestens einen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (6) einen, mehrere oder sämtliche der folgenden Sensoren aufweist:

- Temperatursensor (72),

- Drucksensor (74),

- Endlagensensor (78),

- Schaumsensor (88),

- Füllstandssensor (90),

- Leermeldungssensor (92),

- Bildsensor (94),

- Gewichtssensor (108),

und/oder das Rührwerk (8) einen, mehrere oder sämtliche der folgenden Sensoren aufweist:

- Lagerüberwachungssensor (96),

- Verschleißsensor (98),

- Spüleinrichtungs-Überwachungssensor (102) zur Detektion einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre,

- Drehzahlsensor (110),

- Drehmomentsensor (106),

und/oder der Homogenisator (38) einen, mehrere oder sämtliche der folgenden Sensoren aufweist:

- Drucksensor (74),

- Lagerüberwachungssensor (96),

- Verschleißsensor (98),

- Spüleinrichtungs-Überwachungssensor (102) zur Detektion einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre,

- Drehzahlsensor (110),

- Drehmomentsensor (106).

13. System (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (24) wenigstens einen Analog-Digital-Umsetzer (112) zur Umwandlung eines analogen Sensorsignals in ein digitales Sensorsignal aufweist.

14. System (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsteuerungseinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, wenigstens eines der folgenden auszuführen:

- Auswertung von Sensordaten und Ermittlung von Prozessinformationen, insbesondere in Echtzeit,

- Archivierung von Sensordaten und/oder Prozessinformationen,

- Auswertung von Sensordaten und/oder Prozessinformationen zur vorausschauenden Wartung einer Verschleißkomponente einer Misch- und Homogenisieranlage.

15. System (2) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißkomponente wenigstens eine der folgenden ist:

- Gleitringdichtungen des Homogenisators,

- Homogenisator-Mischelement (37),

- Ventildichtungen,

- Pumpen,

- Gleitringdichtungen des Rührwerks,

- Abstreifer des Rührwerks,

- Wärmetauscher.

Zeichnung