Biogas- und Melkanlage kommunizieren über Kupfer

Bioenergie

Vernetzung - Seine Biogasanlage bedient Franz Endres bereits via Ethernet. Jetzt will der Biogas- und Milchbauer auf 1.700 Kühe aufstocken. Dazu musste er sein integriertes Betriebsnetzwerk erweitern.

01. August 2012

>Im bayerischen Landkreis Unterallgäu betreibt Fanz Endres ganz typisch für die Region Milchwirtschaft. Allerdings in einer ganz anderen Dimension: Die 30 bis 50 Stück Milchvieh pro Hof, wie man sie früher hatte, sind nur noch selten zu finden. Die heute üblichen Betriebsgrößen toppt Endres allerdings noch um einiges und hat aktuell 1.300 Kühe. Möglich ist das nur, weil viele Prozesse des Alltags hochtechnisiert und automatisiert ablaufen.

Die täglich anfallende Güllemenge beispielsweise übertrifft ebenfalls die gängige Dimensionen. Endres wandelt sie in einer 500kW-Biogasanlage in Strom um. Den verbleibenden Rest kann er anschließend unproblematisch als Wirtschaftsdünger ausbringen.

Da Endres über die Biogas- und Stromproduktion bei den sonst täglich auf dem Hof anfallenden Arbeiten nicht viel nachdenken kann, hat er eine Steuerungs- und Bedieneinheit ausgewählt, die als klar und einfach gilt. Geliefert hat sie die in Leutkirch ansässige Dieng Schaltanlagen Ltd. & Co. KG. »Es ist uns wichtig, dass unsere Kunden ihre Biogasanlage ohne langwierige Erklärungen verstehen und bedienen können«, so Geschäftsführer Christian Dieng. Einfache Handhabung und eindeutige Visualisierung sind deshalb Schlüsselelemente. Mehr als 250 solcher Anlagen hat das Unternehmen seit 1998 aufgebaut – und damit jede Menge fachliche Kompetenz in diesem Bereich der regenerativen Energie gewonnen.

Automations-Herzstück

Um seinen Bestand auf 1.700 Kühe aufstocken zu können, baut Endres aktuell ein neues, sehr viel effizienteres Melk-Karussell. Die Anlage gleicht einem liegenden Rad und hat einen Durchmesser von rund 30m. Dank seiner 80 Boxen können mit dem neuen Melk-Karussel innerhalb einer Stunde 400 Kühe gemolken werden. Die automatisierte Anlage ist das technische Herz des Hofs.

Hof-Netzwerk

Auch dieses Herzstück braucht eine klare und leicht verständliche Steuerung. Und am besten wäre ein integriertes Gesamtsystem, das Biogasanlage, Melkkarussell und weitere automatisierte Komponenten der Hoftechnik übersichtlich präsentiert und bedienen lässt. Beauftragt hat der Landwirt damit wieder Dieng Schaltanlagen.

Für die Datenübertragung auf dem Betriebsgelände von Endres haben fünf Anforderungen eine besondere Bedeutung: Die Kommunikation zwischen den Teilkomponenten der Biogasanlage soll auf Ethernet basieren. Die Länge eines Ethernet-Kabels ist auf maximal 100m spezifiziert, die auf dem Gelände zu überbrückenden Distanzen sind jedoch deutlich größer. Darüber hinaus möchte Endres einzelne Bereiche in naher Zukunft mit Web-Kameras überwachen. Aus diesem Grund muss das Übertragungsmedium möglichst breitbandig ausgelegt sein.

Weiterhin soll die Einbindung einer dritten Partei – beispielsweise Mobilfunkbetreiber – ausgeschlossen sein, damit keine laufenden Kosten entstehen. Viertens darf der Datenaustausch nicht negativ durch elektromagnetische Einflüsse der auf dem Hof genutzten Maschinen und Anlagen beeinflusst werden. Und schließlich soll sich die Lösung später bei Bedarf erweitern lassen.

Erste Überlegungen bei Dieng gingen in Richtung Glasfaser-Kommunikation. Doch im Vergleich zu einer Kupferleitung erwies sie sich als teurer. Außerdem sind zur Installation der Kabel spezielle Werkzeuge notwendig. Wird die Glasfaser-Leitung aus Versehen beschädigt, muss der Landwirt für die Reparatur einen Spezialisten anfordern. Auch können die Konverter, die zur Umwandlung von Ethernet auf Glasfaser erforderlich sind, je nach verwendeter Glasfaser kostspielig sein.

Die Entscheidung fiel für eine preiswertere Kupferleitung in Kombination mit dem Ethernet-Extender PSI-Modem-SHDSL/ETH von Phoenix Contact.

Auch Video möglich

Beim Einsatz in Biogasanlagen bietet das Modem einige Vorteile. So lässt sich die Datenübertragung weiterhin über Kupferkabel realisieren. Das Verlegen der Leitungen und Anschließen der Adernpaare kann jeder Elektriker übernehmen. Obwohl Ethernet-Datenpakete weitergeleitet werden, muss der Anwender den Ethernet-Extender nicht mit einer IP-Adresse konfigurieren. Ethernet-Daten werden auf der einen Seite der Strecke moduliert, über das Kupferkabel übertragen und anschließend auf der anderen Streckenseite wieder demoduliert. So können je nach Kabelquerschnitt Entfernungen bis 20km überbrückt werden. Bei einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung über ein einfaches Kupferadernpaar lassen sich somit Datenraten bis 15MBit/s umsetzen. Endres kann damit also auch Videodaten übertragen.

Erschienen in Ausgabe: 06/2012