Trainingssimulator für Bioreaktoren

Realitätsgetreue Schulung der Steuerung von Bioreaktoren

Bioprozesse sind häufig komplexe Abläufe mit einem ausgeprägten dynamischen, d.h. zeitlich veränderlichem Verhalten. Die Beherrschung und Steuerung von Bioprozessen erfordert daher Übung und Kenntnisse über die inneren Zusammenhänge.

In den heutigen automatisierten Betrieben ist die händige Steuerung im Normalfall selten. Daher fehlt dem Betriebspersonal die Gelegenheit zur Übung des Handbetriebs. Kommt es dann zu Störungen, bei denen der automatisierte Betrieb nicht mehr vollständig möglich ist und eine händige Steuerung durch das Betriebspersonal erforderlich wird, so ist aufgrund der fehlenden Übung die Unsicherheit hoch und die Eingriffe oftmals nicht optimal. Chargen können dann leicht verloren gehen. Dazu kommt, dass das Verhalten in kritischen Situationen und Anlagenzuständen aus Sicherheitsgründen im Normalfall nicht an der realen Anlage trainiert werden kann.

Hier bietet sich der Einsatz des BioAssistenten als Trainingssimulator an:

  • Ausbildung des Betriebspersonals für die händige Steuerung der Anlage
  • Beim Eintritt von Störungen oder bei Abweichungen vom normalen Prozessverlauf können die möglichen Eingriffe zeitgleich am Trainingssimulator durchgespielt und so die beste Verhaltensvariante ermittelt werden
  • Bei Inbetriebnahmen neuer Anlagen und Prozesse kann das Betriebspersonal diese vorab am Trainingssimulator kennenlernen und den Umgang trainieren
  • Neue Mitarbeiter können schnell mit dem Prozess und seiner Steuerung vertraut gemacht werden
  • Bei der Implementierung von Steuerungssystemen oder bei deren Änderung (z.B. Schrittkettensteuerung im Prozessleitsystem) können die Abläufe und Algorithmen der Steuerung vorab mit dem Trainingssimulator getestet werden. Hierzu wird der Trainingssimulator über eine Schnittstelle mit dem Steuerungssystem verbunden.

Für diese Aufgabenstellungen bietet sich der BioAssistent als ideale Lösung an: er kann so eingestellt werden, dass er das Verhalten des realen Prozesses exakt abbildet und so ein Training unter realitätsgetreuen Bedingungen ermöglicht. Das Betriebpersonal erlebt in Echtzeit die dynamische Reaktion der Anlage auf Steuerungseingriffe.

Der BioAssistent als Trainingssimulator kann in zwei Varianten eingesetzt werden:

  • Training direkt an der Bedienoberfläche des BioAssistenten
  • Training an der Bedienoberfläche des jeweiligen Steuerungssystems der Anlage. Der Trainingssimulator wird über eine Schnittstelle mit dem Steuerungssystem verbunden. Er läuft dann im Hintergrund anstelle der realen Anlage. Die Bedieneingriffe des Personals im Steuerungssystem werden an den Trainingssimulator weitergeleitet. Dieser reagiert in Echtzeit auf die Bedieneingriffe und versorgt so das Steuerungssystem mit realitätsgetreuen Messwerten.