Süße Rüben gesucht

Syngenta betreibt in Bad Salzuflen eine Rübenanalysestation, die von der PlanTec OHG umfassend modernisiert wurde. Das Hauptanliegen dabei war, in einem Pilotprojekt die eindeutige Identifizierbarkeit der Rübenproben beim Durchlauf durch die Anlage zu gewährleisten. Diese Aufgabe löste PlanTec mit einem berührungslos arbeitenden RFID-System (Radio Frequency Identification).

 

Beispielloses Pilotprojekt

 

Für das Unternehmen war das eine Rechnung mit einigen Unbekannten: Zum einen gab es bisher in der gesamten Agrarwirtschaft keine Referenzanwendung für den Einsatz von RFID-Technologie zur Identifizierung landwirtschaftlicher Schüttgüter dieser Art und außerdem war nicht absehbar, ob und wie die mobilen Datenträger des RFID-Systems mit den Rüben in Verbindung gebracht werden konnten. Deshalb sollten zunächst während der Kampagne 2007 in einem Pilotprojekt praktische Erfahrungen mit der automatischen Identifizierung der Rübenchargen in der Analysestation gesammelt werden.
Die Systementscheidung selbst war für PlanTec schnell gefallen. „Auf der Steuerungs- und Bedienseite hatten wir uns entschlossen, die Anlage bei Syngenta Seeds mit einem Simatic S7-300-Controller und einem Touch Panel TP177 zu modernisieren“, berichtet Wolfgang Geiler, Geschäftsführer bei PlanTec. „Da lag es nahe, uns auch für die Identifizierung der Rüben in diesem Portfolio umzusehen. Mit Unterstützung von Siemens fanden wir in Simatic RF600 schnell das am besten dafür geeignete System.“

 

Sichere Chargenerkennung

 

Jörg Hempelmann, leitender Versuchstechniker Zuckerrübe bei Syngenta in Bad Salzuflen, beschreibt die Herausforderung der RFID-Anwendung: „Wenn nur eine einzige Probe verloren geht bzw. keiner Parzelle eindeutig zugeordnet werden kann, stimmt die gesamte Datenbasis nicht mehr. Außerdem brauchen wir rund 10 Jahre, um eine neue, ertragreichere Sorte mit besserer Resistenz gegen Schaderreger im Rübenanbau zu züchten - was sich mit jeder nicht identifizierbaren Probe um weitere 12 Monate verzögert und unsere Wettbewerbsfähigkeit gegenüber Zuckerrohr beeinträchtigt.“
PlanTec entwickelte daher ein Erkennungskonzept, mit dem die Rüben jeder einzelnen Parzelle vollautomatisch durch die Verarbeitungsanlage verfolgt werden können. Als mobiler Datenträger dient ein sogenanntes Smart Label. Dieses steckt zum Schutz gegen Wasser und mechanische Beschädigung in einer Kunststoffröhre, die wiederum in einer rübenförmigen, verschraubten Kunststoffkapsel befestig ist. Je eine dieser Kapseln kommt bei der Ernte in jeden für Bad Salzuflen bestimmten Rübensack. Außerdem enthielt jede Datenkapsel während des Pilotprojekts noch ein Barcodeetikett, das die Parzelle und Rübenprobe identifizierte.
PlanTec hat die Smart Labels einmalig mit einer fortlaufenden Kennnummer versehen. Diese wird beim Einlauf der Rübencharge in die Anlage und erneut vor dem Eintritt der Rüben in eine der beiden Waschmaschinen ausgelesen. Bei Chargen ohne oder mit mehreren Datenkapseln wird das Förderband automatisch gestoppt, um Chargenvermengungen oder Fehler in der Identifizierung zu verhindern.

 

Robust und kostengünstig

 

Mit der Schutzart IP65 sind Schreib-/Lesegerät und Antennen bestens für den Einsatz unter erschwerten Umgebungsbedingungen geeignet, wie sie in der Rübenverarbeitungsanlage an der Tagesordnung sind. Noch gewichtiger wog der relativ günstige Preis der Papieretiketten, denn allein für das Pilotprojekt wurden über 2.500 Smart Labels benötigt. Ein weiterer Vorteil ist der große Leseabstand zur Antenne, wodurch auch Datenkapseln zuverlässig erfasst werden, die sich unter mehreren Rüben verstecken. Um zusätzlich eine gewisse Redundanz zu schaffen, hat PlanTec an das Schreib-/Lesegerät zwei weitere Antennen angeschlossen, die jede Rübencharge noch einmal vor dem Eintritt in eine der beiden Waschmaschinen erfassen.
Das Schreib-/Lesegerät übermittelt die jeweils ausgelesenen Nummern über Industrial Ethernet an die Simatic-Steuerung. Das daran angeschlossene Bedienpanel zeigt in einem Übersichtsbild anhand der Nummern die Position der jeweiligen Chargen. „Früher hatten wir an den Waschmaschinen wiederholt Staus und Störungen“, erinnert sich Jörg Hempelmann. „Wenn die Freigabe für eine Waschmaschine kam, konnte es passieren, dass Rüben aus mehreren Chargen gemeinsam gewaschen und vermengt wurden. Dann musste fast immer die Anlage leer gefahren werden. Jetzt sind beliebige Stopps möglich. Die Anlage merkt sich, wo welche Rüben liegen, so dass keine Charge verloren geht.“
Nach dem Waschen wird die Datenkapsel händisch von den Rüben getrennt und läuft über ein eigenes Band zur Etikettierstation für die Proben. Die gewaschenen Rüben werden zu einem homogenen Brei verarbeitet, von dem 45 Gramm pro Charge als Probe gezogen werden. Diese erhält anschließend ein Etikett mit Barcode, der mit den Daten der Rübenparzelle verknüpft wird. Der leicht verderbliche Rübenbrei wird sofort tiefgefroren und die Probe im Zentrallabor von Syngenta in Schweden analysiert, während der Rest an ein Zuckerwerk geliefert wird.

 

Marktposition gestärkt

 

Das Pilotprojekt hat gezeigt, dass die Labels in den Datenkapseln völlig problemlos durch die Anlage laufen. Die Erkennungsleistung der Antennen erreichte 100 Prozent, und zwar unabhängig von der jeweiligen Lage der Datenträger. Damit kann die Anlage in der nächsten Kampagne in der zweiten Ausbaustufe voll genutzt werden. Jörg Hempelmann sieht in der erfolgreichen Automatisierung der Chargenidentifikation einen weiteren Baustein im Ausbau der Forschung und Entwicklung zur Stärkung der Wettbewerbsposition von Syngenta: „Wir sind mit den Ergebnissen unseres Pilotprojektes hoch zufrieden. In der zweiten Ausbaustufe erwarten wir eine höhere Datenqualität mit weniger Aufwand, da das neue System mehrere Fehlerquellen eliminiert. Die Antennen vergessen ganz einfach nicht, den Datenspeicher auszulesen. Außerdem müssen wir die Datenkapseln beim Etikettieren in Zukunft nicht mehr aufschrauben, weil der zusätzliche Barcode entfällt.“

 

Technik auf einen Blick