RFID sichert Qualität von Saatgut

Saatgut und Sensorüberwachung

KWS Saat

KWS optimiert und sichert die Produktion von Saatgut mit der RFID-Lösung BL ident von Turck und dem Einsatz von Profinet-S2. Zielsetzung: die drahtlose Identifikation und Temperaturüberwachung von Siloboxen – Systemredundanz inklusive.

Als Weltmarktführer für Zuckerrüben- Saatgut versorgt die KWS Saat alle Kunden mit speziell auf deren Anforderungen zugeschnittenen Saatgutsorten für den konventionellen und den ökologischen Anbau. Dazu muss das Saatgut unter geeigneten klimatischen Bedingungen vermehrt und aufbereitet werden. In diesem hochautomatisierten Aufbereitungsprozess für Zuckerrübensaatgut sichert die RFID-Lösung BL ident von Turck die kontaktlose Energie-, Adressdaten- und Messwertübertragung von Temperatursensoren im Inneren von Siloboxen.

Zusätzlich wird auch eine hohe Anlagenverfügbarkeit – auch durch Profinet- S2-Redundanz der RFID-Interfaces – erreicht. Die Möglichkeit der automatischen Adresszuweisung und Turcks HF-Busmodus zum Anschluss von bis zu 32 HF-Schreib-Lesegeräten pro Port garantiert dabei schnelle Installation, effiziente Lagerhaltung und den einfachen Gerätetausch im Servicefall.

Success Story powered by: die Think WIOT Group und Turck

Drahtlose Identifikation und Temperaturüberwachung von Siloboxen

Jeder Regalplatz ist mit einem RFID-Schreib-Lesegerät ausgestattet, das den RFID-Tag unterhalb der Box ausliest, sobald diese eingelagert wird.

Silodaten sichern

Hochverfügbar durch Profinet-S2-Systemredundanz

Das Saatgut muss besondere Anforderungen erfüllen. Dazu gehören die Widerstandskraft gegen Krankheiten oder Trockenheit. Die entsprechenden Daten werden im System zwischen einem Server und der Steuerung ausgetauscht und verarbeitet.

„Käme es in Folge eines Steuerungsausfalls zum Verlust von Silodaten, könnte nicht mehr nachvollzogen werden, welches Saatgut in welcher Box gelagert wird“, sagt Christian Fricke, Team Leader Technische Innovationen bei KWS. „In diesem Fall bliebe nichts anderes, als das nicht mehr zuordenbare Saatgut zu entsorgen. Das ist bei einem hochpreisigen Produkt, das kurzfristig nicht reproduzierbar ist, natürlich nicht gewollt.“

Das gesuchte Lagerhaltungssystem muss daher höchste Verfügbarkeit und Datensicherheit garantieren. Systeme auf Profinet-Basis können für diese Zwecke mit einer redundanten Steuerung ausgelegt werden, die in der Profinet-Spezifikation als S2-Redundanz bezeichnet wird. Turcks kompakte TBEN-RFID-Interfaces mit Profinet-S2- Systemredundanz für hochverfügbare Systeme erfüllen diese Anforderung.

Im Falle eines steuerungsbedingten Ausfalls übernimmt eine parallele SPS die Prozesssteuerung automatisch und ohne Datenverlust. Ein weiterer Vorteil: Die robusten RFID-Interfaces in Schutzart IP67 können ohne Schutzgehäuse direkt vor Ort im Lager montiert werden.

Das Lagerhaltungssystem bei KWS muss höchste Verfügbarkeit und Datensicherheit garantieren.

Turcks RFID-Interfaces TBEN in IP67-Ausführung werden ohne Schaltschrank im Lager auf einer Metalltafel verschraubt.

Messwertüberwachung

Am RFID-Datenträger ist ein Sensor-Element angeschlossen, das die Temperatur im Inneren des Lagerbehälters misst.

Die Turck-Lösung verwendet den HF-Busmodus

„Dass die Turck-Lösung den HF-Busmodus verwendet, spielte uns super in die Karten. So konnten wir die RFID-Schreib-Lesegeräte einer Regaletage ohne großen Aufwand installieren und mussten die vorkonfektionierten Leitungen nur noch mit T-Stücken verbinden“, sagt Christian Fricke | KWS.

Drahtlose Energie- und Messwertübertragung

Im Aufbereitungsprozess übernimmt ein Roboter die dynamische Entnahme und Platzierung der Saatgutboxen auf dem jeweiligen Regalplatz. Basierend auf den bisherigen Erfahrungen des Produktionsteams, lag das Augenmerk bei der neuen Lösung auf einer kontaktlosen Energie- und Signalübertragung.

„Im vorherigen System erfolgte die Signalübertragung über Kontaktstifte unter der Box“, erklärt Christian Fricke die Ausgangssituation. „Jedoch führten Verunreinigungen an den Kontaktstiften oder eine ungenaue Platzierung der Boxen auf den Stiften immer wieder zu Stillstandzeiten in der Produktion, weshalb wir nach einer verbesserten Lösung suchten.“

RFID am Regalplatz

Die RFID-Lösung sieht an der Unterseite jeder Box RFID-Tags mit angeschlossenem-Sensorelement vor, das die Temperatur im Inneren des Lagerbehälters misst. Jeder Regalplatz ist mit einem RFID-Schreib-Lesegerät ausgestattet, das den Datenträger an der Box ausliest, sobald sie eingelagert wird.

Zudem versorgt das Schreib-Lesegerät den Temperatursensor über die im Datenträger induzierte Spannung mit Energie. Dadurch entfällt der Wartungsaufwand einer batterieversorgten Lösung vollständig.

Identifikation von Lagerboxen

Automatische Identifikation der Saatgut-Lagerboxen mittels RFID

Die Verwaltung der Boxen übernimmt das Leitsystem des Hochregallieferanten. Gleichzeitig empfängt ein Prozessleitsystem die Buchungstelegramme der Steuerung. Wird beispielsweise eine Box auf eine neue Position gestellt, passt das Prozessleitsystem die Einträge in der Datenbank an. „Das Lagersystem merkt sich, wo eine Box eingelagert wurde“, erklärt Christian Fricke.

Die RFID-Technologie erlaubt eine eindeutige und lückenlose Überwachung aller Boxen während des Transports und der Lagerung. Durch die auf dem RFID-Tag an der Unterseite der Box gespeicherte ID kann jederzeit geprüft werden, ob die Box auf dem richtigen Regalplatz steht. Kommt es zu Unstimmigkeiten, wird ein Lagerabgleich vorgenommen. Damit liefert das RFID-System die Basis zur Verifikation der Datenbankinformation.

„Das ist für uns die perfekte Lösung“, sagt Dr. Joris van Dort, Manager Technische Innovationen bei KWS. „Die Messwerte werden drahtlos übertragen und die Lagerboxen berührungslos identifiziert.“

Schnelle Inbetriebnahme dank HF-Busmodus

Eine Hauptanforderung an das neue System bestand darin, die komplexe Geometrie der alten Lösung und seinen hohen Verkabelungs- und Verdrahtungsaufwand zu vermeiden. Hier punkten Turcks RFID-Interfaces mit einem marktweit einzigartigen Feature: dem HF-Busmodus.

Diese Funktion erlaubt den Anschluss von bis zu 32 HFSchreib- Lesegeräten pro Port. Das senkt in Applikationen mit vielen Schreib- und/ oder Lese-Positionen Verdrahtungsarbeit wie auch Kosten erheblich. Temperaturwerte und IDs werden zyklisch ausgelesen. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Temperaturüberwachung sichergestellt. Zudem können die ausgelesenen Werte den Behältern jederzeit zugeordnet werden.

„Dass die Turck-Lösung den HF-Busmodus verwendet, spielte uns super in die Karten“, so Christian Fricke. „So konnten wir die RFIDSchreib- Lesegeräte einer Regaletage ohne großen Aufwand installieren und mussten die vorkonfektionierten Leitungen nur noch mit T-Stücken verbinden.“

Vorteile durch automatische Adressierung

Sowohl bei Inbetriebnahme als auch im Servicefall erweist sich die automatische Adressierung der RFID-Schreib-Lesegeräte als großer Vorteil der Turck-Lösung. Nach Verbindung mit den T-Stücken erhalten die Geräte automatisch Adressen zugewiesen, die im Webserver freigeschaltet wurden. Ist ein Gerät defekt und muss ausgetauscht werden, registriert die TBEN nach der Entnahme, welches Schreib-Lesegerät fehlt.

Wird ein neues Modul verbunden, erhält es automatisch die Adresse seines Vorgängers. Die Lagerung vorkonfigurierter Ersatzgeräte oder das umständliche Adressieren von Ersatzgeräten im Servicefall sind damit nicht mehr nötig.

Die RFID-Technologie erlaubt eine eindeutige und lückenlose Überwachung aller Boxen während des Transports und der Lagerung.

Schnell und zuverlässig: Turcks HF-Busmodus

Schnell und zuverlässig: Dank Turcks HF-Busmodus lassen sich die HF-Schreib-Lesegeräte pro Regaletage ganz einfach mit T-Stücken in Reihe anbinden, was Verdrahtungsaufwand und Kosten erheblich senkt.