Smarte Bewässerung im All Electric Society Park Überwachung, Analyse und Optimierung von Bodenfeuchte und Bewässerung anhand aktueller Umweltdaten.

Kontakt aufnehmen

Kundenprofil

Phoenix Contact

Der All Electric Society Park veranschaulicht, auf mehr als 7.800 m², wie erneuerbare Energie gewonnen, umgewandelt, gespeichert, verteilt und genutzt werden kann.
550 Solarmodule und weitere Energieerzeuger sorgen für die Parkversorgung mit Energie.
Die effiziente Energienutzung zeigen wir anhand der Elektromobilität, smarter Gebäude, der Verkehrsinfrastruktur und Produktionsanlagen.

Mehr zum All Electric Society Park

Herausforderung

Individuelle Bewässerungsanforderungen mit hohen Aufwänden zur Pflanzenpflege

Im All Electric Society Park gibt es zahlreiche Grünanlagen, deren Pflanzen zuverlässig mit Wasser versorgt werden müssen. Abhängig von dem Wasserbedarf der jeweiligen Pflanzenarten sowie Wettereinflüssen wie Sonneneinstrahlung oder Niederschlagsmengen ergeben sich unterschiedliche Bewässerungsanforderungen.

Die optimale manuelle Bewässerung ist sehr arbeits- und kostenintensiv. Darüber hinaus sind die Verbräuche nur schwer überwachbar.

Lösung

Bedarfsgerechte und ressourcenschonende Bewässerung

Zur optimalen Flächenbewässerung wurden die Grünanlagen des Parks in 15 Bewässerungszonen eingeteilt. Jede Zone wurde mit batteriebetriebenen LoRaWAN-Bodenfeuchtesensoren versehen.

Die Sensoren messen in festen Intervallen die Bodenfeuchtigkeit und -temperatur sowie die Leitfähigkeit und senden die Daten dann über ein LoRaWAN-Gateway an die unternehmenseigene IoT-Plattform. In der Cloud werden die Bodenmessdaten und die Daten der lokalen Wetterstation zusammengeführt. In Abhängigkeit zu Wetterberichten kann dann eine bedarfsgerechte Bewässerung geplant bzw. anhand verschiedener Parameter voreingestellt werden.

Durch die digitale Anbindung des Wasserzählers werden wichtige Informationen zum aktuellen Durchfluss und Wasserverbrauch von der Bewässerungssteuerung mit einbezogen.

Die Lösung im Detail

Steuerung der Bewässerung über die Cloud

Konfiguration, Steuerung und Überwachung aus der Ferne

Bei der smarten Bewässerungslösung wird eine Kombination der PLCnext- und LoRaWAN-Technologie eingesetzt. Über das Automationssystem fließen alle notwendigen Daten in der Cloud zur effizienten Steuerung der Bewässerung zusammen. Die PLCnext Control vergleicht die derzeitigen Sensorwerte kontinuierlich mit den vorkonfektionierten Cloud-Parametern. Stellt der Algorithmus fest, dass eine Grünfläche zu trocken ist, wird das Magnetventil für die entsprechende Bewässerungszone automatisch geöffnet. Sobald die vorgegebene Wassermenge erreicht ist oder sich die Bodenfeuchte normalisiert hat, wird das Ventil wieder geschlossen. Falls die lokale Wetterstation anhand der Daten ein Regenereignis erkennt, führt dies automatisch zum Abbruch des Bewässerungsvorgangs.

Auf der eigenen IoT-Plattform steht dem Anwender die Möglichkeit zur Verfügung, die Umweltsensoren auf einer Karte zu verorten und sich die gesammelten Messdaten übersichtlich in individuellen Diagrammen darstellen zu lassen.

Lokale Bedienung

Über ein lokales Bedien-Terminal lassen sich die Zeiten, in denen ein Bewässerungsvorgang gestartet werden darf, für jeden Wochentag individuell definieren. Hier kann der Anwender auch die Grenzwerte für die einzelnen Bewässerungszonen eingeben. Zur Zeitsynchronisation wird ein GNSS-Empfänger (Global Navigation Satellite System) mit integriertem NTP-Server (Network Time Protocol) abgefragt. Die Software detektiert außerdem zuverlässig Leckagen im System und erzeugt daraufhin Alarmmeldungen. Darüber hinaus ist die PLCnext Control via VPN-Tunnel (Virtual Private Network) mit dem webbasierten SCADA-System Resylive von Phoenix Contact verbunden. Über diese Plattform kann die Anlage jederzeit aus der Ferne oder lokal konfiguriert, gesteuert und überwacht werden. Das Erstellen von Berichten zum Wasserverbrauch ist ebenfalls möglich.

Sichere Kommunikation der Daten

Zur Datenkommunikation wird die Funknetzwerktechnologie LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) genutzt. Die Technologie zeichnet sich mit einer hohen Empfangsreichweite bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch aus. Diese Eigenschaften sind insbesondere für IoT-Anwendungen im urbanen Raum geeignet. Die Reichweite von LoRaWAN beträgt innerstädtisch je nach Art der Bebauung bis zu fünf Kilometer und in einer ländlichen Umgebung bis zu 15 Kilometer. Für die Datenübertragung nutzt die Technologie das lizenzfreie ISM-Frequenzband 868 MHz.

Die im Feld verbauten LoRaWAN-Sensoren senden die aktuellen Messwerte in festgelegten Abständen an die nächstgelegenen Gateways. Von dort werden die Daten über eine Mobilfunk- oder Ethernet-Verbindung an einen Netzwerk-Server weitergeleitet.

Intelligentes Umweltmanagement mit der Smart City Box

Mit der Smart City Box verbinden Sie ganz einfach die Daten der Stadt - vom Sensor bis zum Leitsystem. Die Datentransparenz verhilft zielgerichtete Optimierungsmaßnahmen für effiziente und nachhaltige Lebensräume abzuleiten. Die universell einsetzbare Box wird einfach in Ihre bestehende Infrastruktur angebunden.

Alle Anwendungen basieren auf einer Echtzeiterfassung von Sensordaten und einer drahtlosen Datenübertragung. Dank der offenen Systemarchitektur lässt sich die Box problemlos sowohl in kommunale Rechenzentren als auch in viele andere IoT-Plattformen integrieren.

Interaktive Image-Map: Topologie smarte Bewässerung

Software zur Umweltdatenvisualisierung

Mit dem Environmental Monitoring Service ist die vollständige Fernüberwachung von Umweltdaten via Webportal möglich. Jegliche Sensorik und Messwerte lassen sich einfach einbinden. Die Software detektiert zuverlässig Leckagen im System. Bei der Identifikation werden automatisch Alarmmeldungen erzeugt.

Bodenfeuchtesensoren

LoRaWAN-Bodenfeuchtesensoren messen Feuchtigkeit, Temperatur und Leitfähigkeit des Bodens. Die Sensordaten werden über LoRaWAN an die Cloud-Plattform gesendet. Anschließend sind die Daten für ein nachhaltiges Umweltmonitoring nutzbar.

LoRaWAN-Gateways

Die LoRaWAN-Gateways leiten die Messwerte der Sensoren über eine Mobilfunk- oder Ethernet-Verbindung an einen Netzwerk-Server weiter. Der Server stellt die Nutzdaten einem Applikationsserver zur Verfügung. Die beiden Server können sowohl lokal installiert als auch in der Cloud angesiedelt sein.

PLCnext Control

Das Herzstück des Schaltschranks bildet eine PLCnext Control AXC-F 3152, an die sich I/O-Module der Produktfamilie Smart Elements anreihen, die der Ansteuerung der Magnetventile dienen. In der SPS fließen alle notwendigen Daten zur effizienten Steuerung der Bewässerung zusammen.

Webbasiertes SCADA-System

Über das webbasierte SCADA-System Resylive von Phoenix Contact kann die Anlage jederzeit aus der Ferne konfiguriert, gesteuert und überwacht werden. Das Erstellen von Berichten zum Wasserverbrauch ist ebenfalls möglich.

IoT-Plattform

Auf unserer eigenen offenen IoT-Plattform grovez.io, für Anwendungen in der urbanen Infrastruktur, ist der Applikations-Server für die Software Environmental Monitoring Service, angesiedelt.

Ihre Vorteile

Automatisierte und bedarfsorientierte Steuerung der Bewässerungsanlage spart Energie, Kosten und Ressourcen
Umweltdatentransparenz: Die vollständige Fernüberwachung von Bodenfeuchtigkeit, -temperatur und -leitfähigkeit in Echtzeit
Ableitung von wirksamen Maßnahmen zur nachhaltigen Bewirtschaftung von Grünflächen

Kontakt

Fabian Pasimeni

Global Industry Manager Urban Infrastructure

smartcity@phoenixcontact.com

Gern unterstütze ich Sie auf dem Weg zur Smart City. Profitieren Sie von unserer langjährigen Erfahrung und unserem umfangreichen Leistungsangebot.

Produkte

Steuerungen und I/O-Elemente zur Automatisierung

Automatisierungstechnik

Nutzen Sie zur Automatisierung Ihre präferierte Programmiersprache und binden Sie Ihre Anlage an Ihre Cloud an.

Mehr über Automatisierungstechnik

Industrial Wireless

Von IWLAN über Wireless IO bis LoRaWAN – Industrial Wireless ermöglicht sichere und zuverlässige Funkverbindungen für industrielle Anwendungen.

Mehr über Industrial Wireless

Sichere Fernkommunikation

Um weltweit mit Ihren Maschinen und Anlagen sicher kommunizieren zu können, finden Sie bei uns die passenden Industrie-Router und Cyber Security.

Mehr über Industrie-Router und Cyber Security

Person bedient Tablet vor einem Schaltschrank

Haben Sie noch nicht das passende Produkt gefunden?

Dann sprechen Sie uns gern an. Wir beraten Sie und finden gemeinsam die optimale Lösung.

Beratung anfordern

Fazit

Wassereinsparungen bis zu 30 %

Die smarte Bewässerung im All Electric Society Park zeigt, wie sich unterschiedliche Pflanzen, Bäume und Gräser bedarfsgerecht und ressourcenschonend bewässern lassen. Im Vergleich zu einer einfachen zeitgesteuerten Bewässerung ergibt sich so eine Wassereinsparung von bis zu 30 %.

Dieses Beispiel lässt sich auch hervorragend auf andere urbane Anlagen übertragen. Dabei sind die Daten auch einfach in bestehende Leitsysteme einbindbar.