Digitale Ernte beginnt im Kabelschrank Automatisierung der Landwirtschaft mit Kabellösungen

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Von der Fütterungsanlage bis zur Drohnensteuerung – intelligente Kabellösungen sind das unsichtbare Rückgrat moderner Agrar-Automatisierung.

Digitalisierung und Automatisierung prägen heute die Feld- und Stallarbeit und haben die Höfe zu modernen High-Tech-Betrieben gemacht. Im Smart Farming nutzen Landwirte Systeme, die Prozesse automatisieren, Daten über Boden, Pflanzen und Tiere erheben und zur gezielten Steuerung der weiteren Abläufe nutzen. Dadurch können sie ressourcenschonender arbeiten, ihren Ertrag optimieren oder auch ihre Viehhaltung ohne personellen Mehraufwand umfassend kontrollieren und steuern.
 Die Elektrifizierung der Landwirtschaft spielt daher eine immer größere Rolle. Sie liefert die Infrastruktur, welche die Versorgung mit Energie sowie den Austausch der Daten sicherstellt.

„Es geht darum, Landwirte zu befähigen, das Potenzial der Digitalisierung und Automatisierung vollumfänglich zu nutzen“, sagt Max Herrmann, Segment Manager beim Kabelanbieter TKD Kabel. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Fertigung und Konfektionierung von Kabel und Leitungen, die auf anwendungsspezifische Anforderungen zugeschnitten sind. Eines der Branchenfelder des Herstellers ist die Agrartechnik.

"Jeden Anwendungsbereich für die Digitalisierung und Automatisierung erschließen"

Für den automatisierten Betrieb eines landwirtschaftlichen Hofs gilt heute die gleiche Grundregel wie für jede andere Produktionsstätte: Ein Stillstand ist teuer und muss unbedingt vermieden werden. Die Anforderungen, die das landwirtschaftliche Umfeld dabei an die elektrische Infrastruktur stellt, sind anspruchsvoll. Unter dem Einfluss von mechanischer Beanspruchung, chemischer Belastung und extremen Witterungsbedingungen müssen Kabel und Leitungen lange Standzeiten sicherstellen. Möglich wird das durch Kabellösungen für Energie- und Datenübertragung, die hinsichtlich Leistung und Manteleigenschaften auf den jeweiligen Anwendungsbedarf hin entwickelt oder konfektioniert werden. „In der Landwirtschaft können wir damit praktisch jeden Anwendungsbereich elektrifizieren und für die Digitalisierung und Automatisierung erschließen“, sagt Max Herrmann.

Kosten senken und die Umwelt schonen

Traktor-Anbaumaschinen machen dank Automatisierung die Präzisionslandwirtschaft möglich. Ausgestattet mit Sensortechnik können sie teilflächenspezifisch mähen, pflanzen, düngen oder ernten. Sensorsysteme ermitteln beispielsweise die Ertragsfähigkeit des Bodens und passen auf Basis dieser Ergebnisse die benötigte Düngermenge an. Solche Maßnahmen steigern den Ertrag und sorgen für maximal notwendige Düngemengen, was wiederum Kosten senkt und die Umwelt schont. Eine Elektrifizierung der Anbaugeräte stellt die Funktion der Sensorsysteme sicher.

Für die hohe mechanische Beanspruchung sowie die rauen Witterungsbedingungen im Einsatz an den Anbaugeräten eignet sich beispielsweise die ÖPVC-JZ/OZ mit einem schwarzen Außenmantel zum Anschluss elektrischer Komponenten. Die Leitung ist für einen Temperaturbereich von -40 bis +80°C ausgelegt und bietet eine optimalen UV-Schutz ohne zusätzliche Schutzschläuche. Das Zusammenspiel zwischen Sensor und Aktor ermöglichen Feldbusleitungen, die für flexible Anwendungen geeignet sind. Das ControlerAreaNetwork CAN BUS 120 Ohm ist ein solches Beispiel. Es ist hochflexibel und hält 7,5 Millionen Biegezyklen Stand. Es ist beständig gegen Öl und UV-Strahlen sowie weitgehend gegen Fette, Kühlflüssigkeiten und Schmiermittel. Bei bis zu 40 m Buslänge garantiert es eine Übertragungsrate von 1 Mbit/s.

gesponsert Schlüsseltechnologien für Smart Farming

Mit dem Roboter aufs Feld

Energie- und Datenübertragung in einer Leitung vereint

Auch die Viehhaltung läuft heute weitestgehend automatisiert ab. Melkanlagen melken Kühe vollautomatisch, erfassen Milchmengen je Zitze, analysieren die Qualität der Milch sowie die Gesundheit der Tiere. Fütterungsanlagen versorgen Tiere mit individuell zugeteilten Futter- und Nährstoffmengen oder fahren als autonome Roboter das Futter an die entsprechenden Einheiten heran. Hier sind Leitungen gefordert, die beständig gegen Ammoniak, Öl, Säuren, Basen oder Wasser sind.

Zu diesen gehört das Kaweflex Control Robust TPE, das als Maschinensteuerleitung eine störfreie Daten- und Signalübertragung sicherstellt. Hybridkabel wie Kaweflex 5288 OCT bieten den Vorteil, dass sie Energie- und Datenübertragung in einer Leitung sicher vereinen. Damit verringern sie deutlich den Platzbedarf sowie den Verlege- und Wartungsaufwand. Speziell die Kaweflex-Kabel sind für mehrere Millionen Biegezyklen ausgelegt, wodurch sie ideal für den bewegten Einsatz in Schleppkettenanwendungen geeignet ist.

Vertical Farming: Automatisierung pur

Eine neue Form der Landwirtschaft soll ganzjährig pflanzliche Erzeugnisse losgelöst von einem Anbau auf dem freien Feld produzieren. Pflanzen werden dazu nicht in der Fläche, sondern vertikal in städtischen Hochhäusern angebaut. Aktuell ist Vertical Farming vor allem ein Thema für Forschung und Pilotprojekte. Denn obwohl bereits erste Ideen dazu in den 1960er-Jahren formuliert wurden, nimmt das Konzept im Zuge der zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels erst seit der Jahrtausendwende konkrete Züge an. Vertical Farming ist ein reines Automationsthema. Sensoren erfassen unter anderem den Nährstoff- und Wässerungsbedarf der Pflanzen sowie Luftfeuchte, Temperatur und CO2 im Gewächsraum.

Damit werden beispielsweise Bewässerung, Beleuchtung oder Belüftung des Anbaus geregelt. Kommen echtzeitbasierte Ethernet-Systeme für den Austausch der großen Datenmengen zum Einsatz, eignen sich Kabel wie das Industrial Ethernet. Die Leitungen sind von der Klasse Cat.5e bis Cat.7A erhältlich und ermöglichen eine Übertragungsrate von bis zu 10Gbit/s. Eine Wasserversorgung durch Tauchpumpen lässt sich mit schweren Gummischlauchleitungen wie der H07RN-F Premium realisieren, die für den permanenten Einsatz im Wasser ausgelegt ist.

„Kabel als Lebensadern von Sensorik und Steuerung“

TKD Kabel hat über seine Zugehörigkeit zur US-amerikanischen Infinite Electronics-Familie Zugriff auf rund 80.000 verschiedene Kabel und Leitungen. Das Unternehmen unterstützt Anwender dabei, die für ihren Bedarf spezifische Versorgungslösung zusammenzustellen. Dazu gehört eine individuelle Beratung genauso wie bei Bedarf die Fertigung von Spezialkabeln oder vollständig individualisierte Kabeleigenschaften
 „Wenn wir von Kabeln und Verbindungen reden, bezeichnen wir sie gerne als Lebensadern der Sensorik, Motoren und Steuerungen – und damit der Betriebe, die diese Technologien nutzen“, sagt Max Herrmann von TKD Kabel. „Wir arbeiten daher eng mit Landwirten, Agrartechnikern und anderen Anwendungsexperten zusammen. Nur so lassen sich stets die aktuellen Anforderungen der Branche verstehen und die Kabellösungen entwickeln, die auf dem Feld, im Stall oder in neuartigen Agrar-Anwendungen gebraucht werden.“

Christian Hohnen ist Manager Marketing bei TKD Kabel.