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Aktuelles aus der Kommunikation

Bussystem, Ethernet, Profibus, Modbus, RFID, Internet of things, Industrie 4.0

tuck2Titelstory

Wissenschaftler der Bayer Crop Science AG testen in Monheim neue Wirkstoffe auf ihre Eignung als Pflanzenschutzmittel. Mit dem "Primär-Screening" Verfahren werden neu entwickelte Substanzen auf ihre Wirksamkeit getestet, indem sie vollautomatisch auf Pflanzen appliziert werden. Für Transparenz und die eindeutige Identifizierung jeder Pflanze sorgt dabei Turcks RFID-System BL ident.




In ihren Monheimer Forschungslabors suchen die Wissenschaftler von Bayer Crop Science unter Nutzung modernster technischer Anlagen kontinuierlich nach neuen Wirkstoffen. Diese werden in langjähriger Arbeit zu leistungsfähigen Pflanzenschutzmitteln für die weltweite Landwirtschaft entwickelt. Einer der ersten Schritte auf dem Weg zu einem marktfähigen Präparat ist das so genannte Primär-Screening. In diesem Verfahren werden neu entwickelte Substanzen auf ihre Wirksamkeit getestet, indem sie vollautomatisch auf Pflanzen appliziert werden. Ist eine Wirkung feststellbar, folgen weitere Untersuchungen – zunächst im Labor, dann im Gewächshaus und schließlich im Freiland.turck1

Vollautomatisches Primär-Screening

Für das Primär-Screening hat Bayer Crop Science eine vollautomatisierte Spritzstraße entwickelt, die mehr als 25.000 Sprühapplikationen pro Jahr ermöglicht. In jedem Applikationszyklus werden gleichzeitig drei Pflanzensets mit drei unterschiedlichen Prüfsubstanzen besprüht. Die Pflanzensets enthalten jeweils die Wirtspflanzen für acht Pflanzenkrankheiten. „Hier im Primär-Screening werden täglich bis zu hundert neue Präparate in unterschiedlichen Konzentrationen vollautomatisch auf Planzen gespritzt“, sagt Bernd Schulten, Betriebsingenieur bei Bayer Crop­Science. Um hier nicht den Überblick zu verlieren, laufen alle Versuche mit Softwareunterstützung. „Wir bekommen Versuchspläne aus dem Rechenzentrum. Diese lesen wir hier ein, arbeiten sie ab und spielen die Ergebnisse wieder zurück“, so Schulten.

turck3A&O bei diesem Verfahren ist die eindeutige Identifizierung der Pflanzensets und die Zuordnung zu den applizierten Prüfsubstanzen. Nachdem man die Pflanzschalen ursprünglich mit Barcode-Aufklebern versehen hatte, wurde die Anlage im letzten Jahr auf berührungslose RFID-Technik umgerüstet. „In Zusammenarbeit mit dem Industriedienstleister Tectrion, der alle Anlagen in Monheim wartet und auf dem neuesten Stand hält, haben wir in unserer Anlage eine dritte Spritzkabine nachgerüstet und das gesamte System mit einer neuen SPS versehen. Während früher die einzelnen Anlagenteile wie Spritzkabinen, Fördertechnik und Pipettierer lediglich untereinander Signale ausgetauscht haben, können wir jetzt alles per SPS steuern und überwachen“, erklärt Schulten das Projekt. „In diesem Zusammenhang wollten wir weg von den Barcode-Aufklebern, die bei der gewellten Form der Schalen und diesen Umgebungsbedingungen nicht optimal waren, zumal sich auch der Drucker als sehr wartungsintensiv gezeigt hatte.“

Auf der Suche nach der idealen RFID-Lösung hat das technische Projekt-Team viele Systeme und Anbieter betrachtet. Am Ende des Anbietervergleichs fiel die Entscheidung auf Turcks RFID-System BL ident, das alle Beteiligten überzeugen konnte. „Wir wollten ein RFID-System, das einfach zu handhaben, robust und vergleichsweise kostengünstig ist. Das haben wir mit dem Turck-System geschafft“, kommentiert Schulten das Ergebnis der Wettbewerbsanalyse.turck4

Einfaches Handling dank CoDeSys

Für Volker Bachmann, Steuerungsspezialist in der Abteilung Laborautomation Robotik bei Tectrion, hat BL ident aber noch einen unschlagbaren technischen Vorteil: „Das Turck-RFID-System ist mit CoDeSys programmierbar und schafft uns damit die Flexibilität, komplexere Aktionen dezentral in die Steuerung vor Ort auszulagern. Damit entlasten wir den übergeordneten PC, der den Versuchsablauf steuert.“

Im Zuge der Umrüstung auf RFID mussten die Tectrion-Techniker zunächst rund 1000 Pflanzschalen mit Datenträgern ausstatten, welche mittig aufgeklebt werden konnten. Die Datenträger haben eine Speicherkapazität von 128 Byte und enthalten die gesamte Information zu der betreffenden Pflanzschale. „Wir hatten ursprünglich erwogen, nur die ID-Nummer auf dem Tag zu speichern, aber letztlich sind wir damit nicht flexibel genug. Nachdem wir jetzt alles auf die Datenträger schreiben, kann die Anlage autark laufen und jede Schale ist an jedem Ort auch ohne zentralen PC identifizierbar“, sagt Bachmann.

turck6Beschrieben und ausgelesen werden die Datenträger von einem Q80-Schreiblesekopf direkt nach dem Durchlaufen der Spritzkabinen. Ein weiterer Schreiblesekopf befindet sich an der Ausschleusungstelle, an der die Pflanzschalen die Anlage wieder verlassen. Sollte die Anlage ausfallen oder eine Schale aus einem anderen Grund identifziert werden müssen, können die Mitarbeiter den aktuellen Status mit einem Handheld-Reader auslesen.

Von den Schreibleseköpfen gehen die RFID-Signale an das modulare Remote-I/O-System BL20, das für jede Lesestelle individuell konfigurierbar ist. Über eine spezielle RFID-Scheibe werden die Daten erfasst und in das CoDeSys-programmierbare Gateway eingespeist, das die gesamte RFID-Kommunikation vor Ort erledigt, sodass nur die Nutzdaten per Modbus TCP an den Leit-PC geschickt werden müssen.

„Die Arbeit mit dem Turck-System war angenehm“, resümiert Bachmann. „Ich benötige keine Hochsprachenprogrammierung und kann auch sonst auf bewährte Standards wie Ethernet setzen, so dass wir das System ohne großen Aufwand in die Anlage integrieren konnten. Durch den modularen Aufbau konnten wir zudem alles exakt so konfigurieren, wie wir es wollten.“

Der Autor Stefan Kappel ist Key Account Manager Prozessautomation bei Turck in Mülheim.


Interview          weiterer Beitrag des Herstellers          Webcast          Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

 

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