Produktionsumgebungen in der Life-Science-Industrie stellen hohe Anforderungen an eingesetzte HMI-Systeme, insbesondere in explosionsgefährdeten Bereichen. Neben Sicherheits- und Zertifizierungsvorgaben spielen hygienegerechtes Design, digitale Integration und eine hohe Prozessverfügbarkeit eine zentrale Rolle. Am Beispiel der PILOT EX Systeme von Systec & Solutions zeigt sich, wie eng diese Anforderungen miteinander verbunden sind. Die Systeme sind für den Einsatz in Class I, Division 2 und Class II, Division 2 (NEC 500) und Class I, Zone 2 (NEC 505) und Class II, Zone 22 (NEC 506) sowie Class III, Zone 22 (NEC 506) zertifiziert Damit adressieren sie Produktionsbereiche, in denen explosionsfähige Atmosphären im Normalbetrieb nicht dauerhaft vorhanden sind, aber unter bestimmten Bedingungen oder im Fehlerfall auftreten können.
Explosionsschutz als zentrale Systemanforderung
Die zentrale technische Anforderung ist der Explosionsschutz. Elektronische Systeme können durch Stromfluss, Wärmeentwicklung oder mechanisch verursachte Funken potenziell als Zündquelle wirken. In explosionsgefährdeten Bereichen geht es deshalb darum, diese Risiken konstruktiv zu beherrschen. Bei explosionsgeschützten HMI-Systemen beeinflusst diese Anforderung nahezu jede Komponente: die Elektronik, die Energieversorgung, die Gehäusekonstruktion, die Anschlussbereiche, die Wärmeabfuhr und die Bedienperipherie.
Für Betreiber in regulierten Life-Science-Umgebungen ist das entscheidend, weil Sicherheit nicht isoliert betrachtet werden kann, sondern immer Auswirkungen auf Hygiene, Validierung und Prozessstabilität hat.
Gekapselte Bauweise prägt das Systemdesign
Bei PILOT EX wird dies über eine gekapselte Bauweise umgesetzt. Das Gehäuse muss so ausgelegt sein, dass weder Gase noch Stäube unkontrolliert eindringen und gleichzeitig keine wirksame Zündenergie nach außen gelangt. Diese Kapselung ist kein einzelnes Produktmerkmal, sondern prägt das gesamte Systemdesign. So erfolgt die Wärmeabfuhr ohne aktive Belüftung passiv über die Gehäusestruktur. In hygienekritischen Produktionsumgebungen ist das relevant, weil aktive Belüftung zusätzliche Öffnungen, Luftbewegungen und potenzielle Kontaminationsrisiken schaffen würde.
Auf Energiespeicher wie Akkumulatoren wird verzichtet. Die Energieversorgung erfolgt über definierte AC- oder DC-Anschlüsse, Datenverbindungen sind primär kabelgebunden ausgeführt. Was zunächst nach einer technischen Einschränkung klingt, schafft im regulierten Produktionsumfeld vor allem eines: kontrollierbare Rahmenbedingungen für Planung, Installation und Betrieb.
Elektropolierung unterstützt Hygiene und Dekontamination
Die Gehäuse der PILOT-EX-Systeme bestehen aus Edelstahl 1.4404 / 316L. Elektropolierte Oberflächen mit geringen Rauheitswerten und glatten Kanten reduzieren Anhaftungen und unterstützen Dekontaminationsprozesse. Die vollgekapselte Bauweise wirkt dabei doppelt: Sie ist Teil des Explosionsschutzes und reduziert zugleich offene Fugen, Spalten und schwer zugängliche Bereiche. Ergänzend erfüllen die Systeme Schutzarten wie IP66 und IP67 und sind damit gegen Staub, Strahlwasser und zeitweiliges Untertauchen geschützt.
Flexible Integration in bestehende IT- und Automatisierungsstrukturen
HMI-Systeme bilden die Schnittstelle zwischen Operator, Maschine und Prozess. PILOT EX ist dafür als Industrie-PC, Thin Client oder Monitor verfügbar. Die Hardware basiert auf standardisierten Intel-Plattformen mit Celeron, Core i5 oder Core i7, 8 bis 64 GB Arbeitsspeicher und SSD-Speicher zwischen 128 und 2 TB. Unterstützt werden Betriebssysteme wie Windows 10/11, Windows 10/11 IoT Enterprise LTSC, IGEL OS und ThinManager. Dadurch lassen sich unterschiedliche Architekturansätze abbilden – von lokalen Anwendungen bis zu zentralen Thin-Client-Szenarien.
Die physische Integration erfolgt über definierte Anschlussbereiche. USB, Ethernet sowie variantenabhängig HDMI oder DisplayPort stehen zur Verfügung. Die Anschlüsse liegen jedoch nicht frei zugänglich, sondern werden über geschützte Anschlussplatten geführt. Das ist kein Plug-and-Play im klassischen Sinn, sondern Teil der sicherheitstechnischen Auslegung: Schutzleiterführung, Energieversorgung und Datenintegrität müssen kontrolliert und nachvollziehbar umgesetzt werden. Für Life-Science-Unternehmen ist das relevant, weil unkontrollierte Schnittstellen nicht nur technische Risiken, sondern auch Dokumentations- und Compliance-Probleme verursachen können.
Benutzerfreundliche Bedienung im Reinraum
Auch die Bedienung ist auf reale Produktionsbedingungen ausgelegt. Die Multitouch-Displays sind in 18,5 Zoll und 23,8 Zoll verfügbar, jeweils mit Full-HD-Auflösung, gehärtetem Glas, optischem Bonding und einem Betrachtungswinkel von etwa 178 Grad. Das verbessert die Lesbarkeit, reduziert Reflexionen und unterstützt eine reproduzierbare Interaktion mit dem System. In Produktionsumgebungen mit standardisierten Abläufen ist eine eindeutig lesbare und konsistente Benutzerführung essenziell, um Bedienfehler zu reduzieren.
Kapazitive Funktionstasten ermöglichen die Bedienung ohne mechanische Betätigung. Bedienfunktionen können während der Reinigung gezielt deaktiviert werden, um unbeabsichtigte Eingaben zu vermeiden. Je nach Displaygröße beträgt das Gewicht etwa 8 bis 10 kg bei einer Bautiefe von rund 55 mm.
Für die Eingabe stehen explosionsgeschützte ergonomische Tastaturen als Glas- oder Folienvarianten mit Touchpad zur Verfügung. Das mechanische CLICK HINGE-Konzept ermöglicht eine werkzeuglose Montage. Das vereinfacht Wartung und Austausch – ein praktischer Vorteil in Umgebungen, in denen Stillstandszeiten möglichst kurz gehalten werden müssen.
Optionale Erweiterungen wie RFID/NFC-Authentifizierung sowie Schnittstellen für Scanner oder biometrische Systeme wie Nymi unterstützen eine personengebundene Interaktion. In regulierten Produktionsumgebungen ist das relevant, weil Bedienhandlungen eindeutig zugeordnet und dokumentiert werden müssen.
Die Systeme sind für den Dauerbetrieb ausgelegt und arbeiten typischerweise bei 0 bis 40 °C und nicht kondensierender Luftfeuchtigkeit. Die Leistungsaufnahme liegt bei bis zu 80 Watt. Für mobile Einsatzszenarien stehen EX-zertifizierte TROLLEYs mit definierter Energie- und Datenführung zur Verfügung. Das schafft Flexibilität, ohne die sicherheitstechnischen und regulatorischen Anforderungen mobiler Anwendungen aus dem Blick zu verlieren.
Damit wird deutlich, warum EX-taugliche HMI-Systeme in der Life-Science-Produktion nicht als Einzelkomponenten verstanden werden können. Explosionsschutz, Hygiene, IT-Integration und Bedienbarkeit greifen ineinander. Die Kapselung beeinflusst die Wärmeabfuhr. Die Materialwahl wirkt sich auf die Reinigbarkeit aus, die Anschlussführung auf Installation, Betrieb und die Bedienoberfläche auf Prozesssicherheit und Dokumentation. PILOT EX führt diese Anforderungen in einer integrierten Systemarchitektur zusammen.
Die Systeme verbinden Explosionsschutz -Klassifizierung für Zone 2 und Zone 22 mit hygienegerechter Konstruktion, industrieller IT-Hardware, standardisierten Softwareplattformen und definierter Peripherie. Damit wird ein Systemansatz beschrieben, der EX-Schutz, Hygiene, IT-Integration und Bedienbarkeit aus der Perspektive regulierter Produktionsumgebungen zusammenführt.
Fazit
Explosionsgeschützte HMI-Systeme müssen in der Life-Science-Produktion deutlich mehr leisten als eine sichere Visualisierung im explosionsgefährdeten Bereich. Sie müssen Explosionsschutz, Reinigbarkeit, Bedienergonomie, IT-Integration und Dokumentationsfähigkeit in einem System vereinen.
Am Beispiel von PILOT EX wird sichtbar, dass die Lösung nicht in einem einzelnen Produktmerkmal liegt, sondern in einer integrierten Systemarchitektur. Konstruktion, Material, Energieversorgung, Schnittstellen, Bedienung und Authentifizierung sind auf die Anforderungen der Life-Science-Industrie abgestimmt, sodass HMI-Systeme auch unter restriktiven Bedingungen sicher, hygienisch und prozessnah eingesetzt werden können.
