Groentegewassen kweken zonder zonlicht en vaste aarde, met minder water, maar voedzamer dan ooit? Urban Crop Solutions, een start-up uit Beveren-Leie, maakt het mogelijk met zijn plant factory. Voor de aandrijving en beveiliging ervan deed het bedrijf een beroep op gedigitaliseerde en krachtige Siemens-technologie.

Het technologiebedrijf Urban Crop Solutions, opgericht in 2014, ontwikkelde een revolutionaire plant factory, waarmee het jaar rond, om het even waar – van in drukke steden tot in de woestijn – kleine gewassen kunnen worden gekweekt. Een cruciaal antwoord op het voedselvraagstuk voor de snel groeiende bevolking in droge of onvruchtbare gebieden.

De kweek vindt plaats in een gesloten container, met speciaal ontwikkelde ledverlichting, een optimale klimaatcontrole en waterirrigatie met maximale recuperatie voor een minimaal verbruik. Het resultaat? Veel sneller groeiende én voedzamere planten. Gekweekt in lades boven elkaar, voor een maximale oogst.

Voor het ontwerp van de plant factory deed Urban Crop Solutions een beroep op onder meer integrator CDC Automatisatie ism met Hans Demeulenaere CTO van Urban Crop Solutions. De installatie werd gebouwd met gedigitaliseerde automatiseringstechnologie van Siemens.

Businessuitdagingen

  • Naast Urban Crop Solutions experimenteren nog een aantal bedrijven met vertical farming, maar dan lokaal. De Belgische start-up wil zijn oplossing overal ter wereld aanbieden. En dan vooral in die regio’s waar landbouw moeilijk is.
  • Bovendien vergen alle concurrerende oplossingen nog veel manuele handelingen, van het zaaien over het verrijken van het water tot het opkweken van de planten. De start-up uit Beveren-Leie wou het aantal menselijke interventies tot een minimum beperken.

Technische uitdagingen

  • Zo weinig mogelijk menselijke tussenkomsten, dat betekent dat de installatie verregaand geautomatiseerd moet worden. Zowel voor de kweekinstellingen, als voor de opvolging van de groei en het onderhoud van de machine.
  • Bovendien was de veiligheid van de installatie zeer belangrijk. Zo moesten de liften, die de kweekbakken naar operator voeren als de planten volgroeid zijn, stoppen wanneer een medewerker de kweekruimte betreedt.
  • Verder moest de plant factory in te schakelen zijn in de digitale fabriek, waarin alle processen digitaal op te volgen zijn, doorheen de volledige bedrijfsketting. Zowel door de operatoren, als door pakweg de boekhoudafdeling.
  • Belangrijk hierbij is ook de traceability van de producten. Als we weten hoe de plant precies behandeld is, bijvoorbeeld met hoeveel water en bemesting, vallen de processen verder te verfijnen voor een optimale groei.

Oplossing

  • Voor de beveiliging wordt binnen elke lift een controller SIMATIC S7-1500 gebruikt, die het geprogrammeerde safetyprotocol volgt. Deze component bevat een PLC én een safetyrelais, en is via de PROFINET-standaard draadloos verbonden met de SINAMICS S120-omvormers die de motoren aanstuurt.
  • De volledige automatisering en monitoring vanop afstand is mogelijk dankzij de Totally Integrated Automation. Een framework dat alle gebruikte drives, besturingspanelen (HMI), de access points en de switchen integreert.
  • De installatie is ook klaar voor Industry 4.0, aangezien de machineonderdelen via de open OPC-standaard verbonden zijn met de OPC-software op een pc. Dat maakt dataverkeer van en naar de installatie mogelijk, met tal van softwareprogramma’s binnen een bedrijf.
  • Voor de traceability is ook een RFID-systeem in de factory opgenomen. Daarbij krijgt elke verpakte groente een tag over bijvoorbeeld de inhoud, de operator, de groeiduur en de behandeling.

Resultaat

  • Dankzij de combinatie van de controller SIMATIC S7-1500 met de SINAMICS S120-omvormers treedt de noodstop van de liften meteen in werking wanneer iemand de installatie betreedt.
  • Door de Totally Integrated Automation kan Urban Crop Solutions haar installatie volledig via één softwarepakket instellen, bijsturen en opvolgen. Ongeacht waar ter wereld de installatie zich bevindt.
  • Via de OPC-standaard is ook mogelijk om data over de processen uit te wisselen met andere IT-systemen binnen een bedrijf, zoals het boekhoudpakket. Zo past de installatie perfect in de digitale fabriek.

Kracht van digitalisatie

  • Dankzij de Totally Integrated Automation (TIA), kunt u de processen in uw bedrijf verregaande automatiseren én ze perfect te integreren in de volledige bedrijfsketting.
  • Zo vormt onze technologie een digitale fabriek, waarin alle processen volledig via sensoren opgevolgd en digitaal bijgestuurd worden, van de productie tot de facturatie en administratie.
  • De hardware en services van Siemens zijn trouwens overal ter wereld ter beschikking.

Projectoverzicht

  • Industrie: agro-industrie
  • Sector: vertical farming
  • Regio: Beveren-Leie
  • Technologie: Totally Integrated Automation
  • Producten:
    • Makkelijk in te stellen, compacte SINAMICS S120-drives
    • SIMATIC S7-1500 PROFINET-controllers met PLC én safetyrelais
    • SIMATIC HMI Comfort Panel KP700/TP700 Comfort, volledig geïntegreerd in TIA
    • SIMATIC ET 200AL, decentrale periferie via één PROFINET-connectie
    • SIRIUS, makkelijk te integreren laagspanningsmaterieel
    • Access Points 774, voor draadloze PROFINET-connecties
    • SCALANCE W722 switch, voor een duidelijke netwerktopologie

Meer weten over deze oplossing?
Neem dan gerust contact op met Peter Vandewiele via peter.vandewiele@siemens.com of met Nick VandenBroecke via nick.vanden_broecke@siemens.com.