PROZESSAUTOMATISIERUNG & DIGITALISIERUNG

Automatisierung von Düngung und Desinfektion im Blumenzwiebelanbau

Frisches Wasser für Tulpenzwiebeln

In den letzten 35 Jahren hat der Anbau von Blumenzwiebeln in den Niederlanden um fast 75 Prozent zugenommen. Nord-Holland ist immer noch führend im Blumenzwiebelanbau, aber auch in den Provinzen Drenthe, Flevoland und Overijssel wächst der Anbau erheblich. Die Tulpe bleibt mit einem Anteil von fast 50 Prozent die am meisten gezüchtete Pflanze. 

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Die Firma KaRo aus dem niederländischen Zwaagdijk liefert moderne Elektro- und Wassertechnik sowohl für den Gewächshausgartenbau als auch für Freilandkulturen, wie Obst- und Pflanzenbaubetriebe. Von einer Blumenzwiebelgärtnerei wurde das nordholländische Unternehmen beauftragt, eine Lösung für die Regulierung der Düngemittel und die Desinfektion des Prozesswassers zu liefern. Schließlich befinden sich Tulpenzwiebeln während ihres Wachstums im Wasser, das regelmäßig erneuert werden muss.

Für das gute Gedeihen von Blumenzwiebeln müssen im Wasser ganz bestimmte Bedingungen herrschen. Um diese zu gewährleisten, sind die korrekte Messung und Kontrolle verschiedener Parameter unerlässlich. Zum Beispiel ist es für die richtige Düngung essentiell, Leitfähigkeit und pH-Wert genau zu steuern. Außerdem wurde für Erzeuger im Gartenbau eine Richtlinie zur Desinfektion von Prozesswasser festgelegt. Richtlinien für die Einleitung von Prozesswasser haben das Ziel, Emissionen in Oberflächengewässern, Abwasserkanälen und im Grundwasser zu vermeiden und eine Kontamination zu verhindern. Sie sind deshalb unbedingt einzuhalten.

Weitere Anforderungen waren die Füllstandüberwachung der Puffertanks sowie die digitale Anbindung der Mess- und Regeltechnik. Denn sowohl die Gärtnerei als auch KaRo wünschten einen Remote-Einblick in den Prozessablauf.

Düngung und Desinfektion digitalisiert

Um diese Aufgabe zu meistern, hat sich KaRo auf die Suche nach einer LÖsung begeben und in Jumo den passenden Partner gefunden: Es zeigte sich schnell, dass das Mehrkanalmessgerät Jumo Aquis touch S mit seinen zahlreichen Eingängen, Steuerfunktionen und digitalen Schnittstellen die passende Lösung für die Anwendung ist. Zur Messung von Redox- und pH-Wert, Chlor und Leitfähigkeit lieferte Jumo die verschiedenen Elektroden sowie einen Füllstandsensor für die Überwachung des Pufferspeichers.


Ein Gerät für alle Fälle

Gemeinsam mit dem Züchter wurden vor Ort die relevanten Werte ermittelt und im Aquis touch S verarbeitet. Die angeschlossenen Sensoren messen die jeweiligen Größen im Prozesswasser und der Aquis touch S regelt vollautomatisch die richtige Dosierung von Desinfektion und Düngung. Zusätzlich wird der Füllstand im Pufferspeicher überwacht. Es können bis zu vier Analysenparameter direkt und weitere über Normsignale angeschlossen werden. Insgesamt kann das Gerät bis zu zehn Parameter gleichzeitig messen und verwalten. Für die Durchflussmessung stehen Frequenzeingänge (Zähler) zur Verfügung. Die Messwerte können zur Weiterverarbeitung in Steuerungen/SPS auch in Normsignale 0/4...20mA beziehungsweise 0/2...10V gewandelt und als solche ausgegeben werden.

Als Schaltausgänge stehen Einfach- und Doppelrelaiskarten sowie verschleißfreie Halbleiterschalter und PhotoMOS-Relais zur Verfügung. Bis zu 17 Schaltausgänge können maximal bestückt werden. Darüber hinaus können bis zu vier selbstständige Regelkreise definiert werden. Ein 5,5"-Farbbildschirm mit Touchscreen-Funktion ist sowohl für die Anzeige aller Parameter als auch für die Bedienung und Einstellung des Gerätes zuständig.

Als weitere Besonderheit ist im Aquis touch ist ein echter Bildschirmschreiber mit manipulationssicherem Datenprotokoll integriert. Dies spart Installationsaufwand und verringert Messfehler. Über eine Auswertesoftware können die Datenblöcke unterschiedlicher Aufzeichnungszeiträume zusammengefasst, aufbereitet und grafisch aufgearbeitet werden. Eine Manipulation am Datenpool würde hier auffallen.

Kontrolle von nah und fern

Mit dem Aquis touch S verfügt die Blumenzwiebelgärtnerei über eine zentrale Plattform zur Anzeige und Steuerung der Wasserqualität mit einer übersichtlichen Darstellung der gesamten Wasseraufbereitung im Blumenzwiebelgarten. Für die Remote-Verbindung wurde ein IXON-Router angeschlossen. Denn über eine optionale ETHERNET-Schnittstelle kann das Gerät problemlos in ein LAN oder WLAN eingebunden werden. Über einen Internet-Browser können die aktuellen Messwerte und Kalibrierlogbücher von jedem beliebigen Rechner weltweit überwacht werden. So kann das Prozesswasser jederzeit und überall per PC, Tablet oder Smartphone kontrolliert werden.

Skalierbares Wasser-Daten-Managementsystem (WDM)

Sauberes, nutzbares Wasser bereitzustellen ist und bleibt eine globale Aufgabe. Sinkende Verfügbarkeit bei gleichzeitigem Mehrverbrauch durch wachsende Weltbevölkerung, Industrialisierung und Agrarisierung macht intelligentes Wasser- und Abwassermanagement notwendig. Sensoren und Automatisierungslösungen von Jumo werden bereits heute weltweit dafür in der Wasseraufbereitung eingesetzt. 


Das Monitoring wichtiger Wasserparameter ist eine Grundlage für die Bewertung unterschiedlicher Wasser- und Abwasserströme aus Kommunen, der Industrie oder natürlicher Vorkommen. Robuste Online-Sensorik, sicheres Datenmanagement und die ständige Verfügbarkeit der aktuellen Messdaten und Wasserzustände ist eine wichtiger werdende Aufgabe überall auf der Welt. 


Jumo ist hier Komplettlieferant einer smarten und skalierbaren Systemlösung: vom Sensor in die Cloud oder in eine Scada-Software mit lokalem Server – die Daten stehen in gleichem Look&Feel und in gleicher Qualität stets zur Verfügung. Die Möglichkeit der Auswertung, Steuerung und Überwachung per PC/Laptop, Tablet-Computer oder Mobilphone von unterschiedlichen globalen Standorten aus und durch definierbare Personengruppen ist gegeben.

Eine wichtige Rolle spielen dabei die lokalen vernetzten Sensoren und Automationssysteme. Digitale Sensorik erleichtert dabei die Aufgabe. Dabei stehen von Jumo zum Beispiel IO-Link-basierende Standardmessgrößen wie Temperatur, Druck oder Durchfluss zur Verfügung. Daneben gibt es das Sensornetzwerk digiLine des Unternehmens für die wichtigsten Analysenparameter wie zum Beispiel pH, Redox, Sauerstoff, Trübung oder Leitfähigkeit. Sensoren mit Funkübertragung runden das Bild ab. Die Vernetzung dieser unterschiedlichen Technologien und auch der Anschluss analoger Sensoren und Sensoren von anderen Herstellern meistert das Automatisierungssystem VariTron 300/500. Neben regelungstechnischen Aufgaben wird gleichzeitig das Gateway zu einer Scada-Software wie zum Beispiel der smartWARE SCADA oder der Cloud geliefert. Dabei werden sichere Datenprotokolle „State of the Art“ verwendet. 


Wichtig im Bereich der Wasser- und Abwasserbehandlung ist es auch, dass manuelle Daten zum Beispiel aus Laborkontrollen ohne großen Aufwand ebenfalls in der Cloud- oder Scada-Datenbank abgelegt und ausgewertet werden können. Auch dies geschieht einfach per Mobiltelefon, Tablet oder PC von jedem Ort der Welt aus. 

Die Vernetzung mit anderen Datenbanken zum Austausch wie besipielsweise von Geo-Daten (GIS) oder Umwelt- und Wetterdaten ist ebenfalls eine lösbare Aufgabe mit dem Wasser-Daten-Managementsystem.