Für Bill und Susie Millenkamp liegt der Erfolg in der Agrarwirtschaft in der Leidenschaft für optimale Tierpflege, Sauberkeit, strenge Protokolle, Mitarbeiterschulung – und Technologie. Was Mitte der 1990er Jahre als Kälberfarm begann, hat sich zu einem vertikal integrierten Unternehmen entwickelt, das die Viehzucht, den landwirtschaftlichen Betrieb, die Futtermittelproduktion und den Kuh-Kälber-Betrieb umfasst – und die Idaho Jersey Girls Dairy.
„Im Betrieb in Jerome, Idaho, gibt es zu jeder Zeit etwa 36 000 Kälber, und in der Idaho Jersey Girls Dairy werden etwa 30 000 Kühe gemolken“, so Mark Harrison, Betriebsleiter bei Millenkamp Cattle, Inc.
Anders als Großvaters Melkstand
Als der Melkbetrieb im Jahr 2015 mit der Fertigstellung von Milchstall 1 hochgefahren wurde, beauftragten die Millenkamps den lokalen Systemintegrator Automation Werx mit der Unterstützung in den Bereichen Netzwerk, Kommunikation und Technologie. Automation Werx ist Mitglied des Rockwell Automation® System Integrator PartnerNetwork™.
Milchstall 1 verfügt über zwei Melkkarusselle mit je 106 Plätzen, in denen etwa 15 000 Kühe gemolken werden können. Jeder Melkstand ist mit drei Robotern ausgestattet, die für die Desinfektion vor dem Melken, die Euterstimulation und die Reinigung der Zitzen nach dem Melken sorgen. Der Melkbetrieb umfasst auch Belüftungs-, Pump-, Kühl- und Clean-in-Place-(CIP)-Systeme sowie Lösungen zum Verladen der Milch in Tanklastwagen.
„In Stall 1 gab es viele eigenständige Geräte von Drittanbietern“, sagt Trevor Steffler, Mitinhaber von Automation Werx. „Unser Ziel war es, die Molkerei mit einem integrierten System auszustatten, das es ihrem Team ermöglicht, die Anlagen von einem zentralen Standort aus zu überwachen.“
Um diese Ziele zu erreichen, lieferte Automation Werx eine vernetzte SCADA-Lösung (Supervisory Control and Data Acquisition) mit der HMI-Software FactoryTalk® View Supervisory Edition (SE) von Rockwell Automation.
Als die Molkerei fünf Jahre später plante, ihren Melkbetrieb mehr als zu verdoppeln, wandte sie sich erneut an Automation Werx, um eine passende Lösung zu finden.
Eine einheitliche Lösung für unterschiedliche Systeme
Für Milchstall 2 installierten die Idaho Jersey Girls vier Melkkarusselle mit 106 Melkstandplätzen und die dazugehörigen Roboter- und Hilfssysteme. Automation Werx wurde beauftragt, in Zusammenarbeit mit mehreren Anbietern ein hochmodernes System zu liefern, das Steuerungen von Drittanbietern weitgehend durch eine einheitliche Plattform von Rockwell Automation ersetzen sollte. Die Minimierung von Ausfallzeiten war ein wichtiges Projektziel.
„Wir melken 22 Stunden am Tag und haben eine Stunde Pause für die Reinigung der Geräte“, erläutert Harrison. „Außerdem sind Rinder Gewohnheitstiere und benötigen einen regelmäßigen Melkplan. Ausfallzeiten können wir uns nicht leisten.“
Automation Werx entwickelte eine integrierte Lösung, die auf einem PlantPAx®-Prozessleitsystem basiert. Die Lösung umfasst programmierbare Allen-Bradley®-Steuerungen, PowerFlex®-Frequenzumrichter, Stratix® Ethernet Managed Switches und FactoryTalk View SE.
„Wir haben an verschiedenen Positionen im System mehrere Redundanzebenen hinzugefügt“, sagt Nick Reichelt, Mitinhaber von Automation Werx. „Beispielsweise haben wir für jedes Karussell sieben Antriebe verbaut, obwohl nur fünf erforderlich sind – so gibt es keine Unterbrechung bei der Instandhaltung der Antriebe.“
Vor allem aber stellt das PlantPAx-DCS Daten, Analysen und Erkenntnisse über leicht verständliche Dashboards bereit, die es den Mitarbeitern ermöglichen, schnell auf Ausnahmesituationen wie Alarmprotokolle und unerwartete Ausfallereignisse zu reagieren.
Nachhaltige Entwicklung
Automation Werx hat auch die Funktionen des Steuerungssystems mit den Nachhaltigkeitszielen der Molkerei abgestimmt.
„Wir bewirtschaften über 5600 Hektar, um Futtermittel zu erzeugen und kompostieren unseren gesamten Stallmist als Dünger“, sagt Harrison. „Und dies ist wahrscheinlich die sauberste Molkerei, die Sie je gesehen haben. Darauf sind wir sehr stolz.“
Idaho Jersey Girls Dairy bemüht sich auch darum, den Einsatz von Chemikalien zur Reinigung und Desinfektion der Anlagen zu reduzieren. Chemikalien wirken sich auf die Umwelt aus – und stellen auch die größten Einzelkosten für die Molkerei dar. Die Lösung von Automation Werx verwaltet die gesamte Chemikaliendosierung – von der Euterhygiene und den Rinderfußbädern bis hin zum CIP-System.
„Das CIP-System umfasst Leitfähigkeitssensoren zur Messung des Chemikaliengehalts in der Reinigungslösung“, erklärt Reichelt. „Um den Einsatz von Chemikalien zu reduzieren, fängt das System die letzte Spülung der ersten Charge auf und verwendet sie für die erste Spülung der nächsten Charge wieder.“
Auch das in den Kühlanlagen verwendete Wasser wird zurückgewonnen und für die Bodenspülung und andere Reinigungsaufgaben wiederverwendet.
Auf Erfolg setzen
Die Molkerei schätzt, dass die Rückgewinnung der CIP-Reinigungslösung den Chemikalienverbrauch im Vergleich zu einem konventionellen Stall um mehr als 50 Prozent reduziert hat. Und da die Chargenlösung eine konstante Wasser- und Chemikalientemperatur aufrechterhält, konnte die CIP-Zykluszeit um etwa 30 Minuten verkürzt werden.
„Als wir mit der Umstellung auf Automatisierung begannen, dachten wir, dass wir uns mit 10 verschiedenen Steuerungssystemen vertraut machen müssten, um alle Anlagen bedienen zu können“, so Harrison. „Aber mit dem neuen System können wir alles von einer zentralen Stelle aus überwachen – und genau sehen, wo ein Ausfall aufgetreten ist.“
