Automatisierte Adsorptionseinheit

Ich sollte eine eine Anlage planen und bauen, welche die Produkte einer Fermentation aufreinigt. Es gab schon eine Reihe von Voruntersuchungen zur Ermittlung chemisch-physikalischer Zusammenhänge. Meine Aufgabe bestand darin, das bisherige experimentelle Vorgehen eine Stufe voranzutreiben. Damit sollten automatisiert und standartisiert Ergebnisse erzielt werden. Die kostengüstige und zeitsparende Arbeitsweise ist überhaupt Vorraussetzung, um langfristig ein Verfahren an den Markt zu bringen.

Im Prinzip fand ich einen Prozess vor, der nach einem experimentellen Protokoll per Hand durchgeführt wurde. Ich habe mir überlegt, welche Mess-, Steuer- und Regelungseinrichtung man einsetzen kann, um das Aufreinigungsverfahren automatisch zu betreiben und dieses dann entweder autonom zu betreiben oder mit einer Fermentation zu koppeln.

Ich habe einige Zeit recherchiert und in diversen Technikumshallen und Werkstätten gesucht, Aufträge erteilt, Teile eingekauft usw. bis ich eine Reihe von elektronischer und chemitechnischer Peripherausstattung hatte. Das wären zum Beispiel Stahlsäulen, Schellen, Dichtungen, Leitungen, Manometer, Pumpen, Steuer- und Regelventile, etc. Das ganze Pipapo halt. Ich habe das ganze Gerät zusammengebaut und mobil transportfähig gemacht.

Ich hatte besonders viel Spaß mit der Elektronik und der Programmierung. Das Problem bestand darin, das vorherige Laborverfahren in ein Rezept zu bringen, welches ein Computerprogramm „nachkochen“ kann. Wie man weiß, der Computer ist doof, wenn er keine klaren Anweisungen bekommt. Ich musste haargenau alle Prozessschritte definieren und Eventualitäten durchkauen.  Am Ende kam ein sogenanntes Automat-Modell bei raus. Mit diesem Modell konnte ich schrittweise das gedachte Modell in ein tatsächliches Computermodell umsetzen. Ich musste genau überlegen, was auf Feldebene geschieht – quasi welche Zahlen mir die Sensoren und  Aktuatoren ausspucken –und wie ich sie in eine abstrakte Logik einbetten kann. Zu guter letzt waren dann die spezifischen Bedingungen zu beachten, das heißt wie ich das tatsliche Modell in der vorhandenen Entwicklungsumgebung umsetze.  Um das ganze auch bedienerfreundlich zu gestalten, habe ich mich an die IEC 61131-3-Norm gehalten, die es erlaubt per Drag&Drop Rezeptblöcke unterzubringen. Das war auch das Verfahren, welches ich in der Industrie schon genutzt habe. Als letztes habe ich eine grafische Benutzeroberfläche generiert, damit auch die Bediener sehen können, was vor sich geht und auch um live ins Geschehen eingreifen zu können. Ich habe das Modul so gestaltet, dass auch Simulationen möglich waren. Damit war die grobe Entwicklungsphase abgeschlossen.

Nach der Entwicklungsphase habe ich einige erfolgreiche Testdurchläufe und Wasserfahren gemacht und das Ding zum Laufen gebracht. Alle Projektphasen wurden dokumentiert, ich habe einige Studis und meine Doktorandin darin geschult und habe das Gerät abgegeben. Es hat sehr viel Spaß gemacht.

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