Im
Zuge der Technisierung bei der Milchviehhaltung sind Informations-
und Steuerungssysteme für
Tierhaltungsbetriebe entwickelt worden. Die Informations- und Steuerungssysteme
können
aufgrund der stark unterschiedlichen Betriebsgröße und länderspezifischer Eigenheiten
sehr verschieden ausgebildet sein.
In
modernen Milchviehbetrieben trifft man eine Mehrzahl von Steuerungssystemen
an, die sehr unterschiedliche Funktionen wahrnehmen. Dies trifft im
Besonderen auch auf Informations- und Steuerungssysteme in Milchviehbetrieben
zu, die automatische Melksysteme verwenden.
Durch
die
EP 0 439 239 A1 ist
beispielhaft ein solches Melksystem beschrieben. Durch dieses Melksystem
werden die Melkbecher automatisch an die Zitzen des Tieres angesetzt.
Durch das in der Praxis eingesetzte Verfahren des automatischen Melkens
wird sowohl ein tierartgerechteres System der maschinellen Milchgewinnung – freie
Wählbarkeit der
Melkfrequenz durch ein Einzeltier-, als auch ein anwenderfreundliches
Melkverfahren – keine
Anwesenheitspflicht des Melkers während des Melkvorgangs – verwirklicht.
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf automatische Melksysteme
(AMS) beschränkt.
Im
Hinblick darauf, dass die Herdengröße sowie die Milchmengenleistung
stets zunimmt, ist auch unter ökonomischen
Aspekten die Gesundheit einzelner Tiere einer Herde von besonderer
Bedeutung. Andererseits wird in Milchviehhaltungsbetrieben das Lebensmittel
Milch gehandhabt, so dass der Milchviehhaltungsbetrieb besonderen
hygienischen Anforderungen unterliegt. Durch ein hohes Maß an Hygiene
innerhalb der Melkanlage wird zum einen die Eutergesundheit der
Tiere sichergestellt und zum anderen erfolgt keine Kontamination
der verwertbaren Milch durch Schmutz, Bakterien oder andere Stoffe,
die für
die Qualität
der Milch als Lebensmittel unverträglich sind.
Ein
hinreichendes Ausmaß an
Hygiene wird bei Melkanlagen durch den Einsatz von Reinigungseinrichtungen
erreicht. So ist beispielsweise durch die WO 99/01024 eine Melkanlage
bekannt, die eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Milch führenden
Teile aufweist. Die Reinigung erfolgt mittels einer Flüssigkeit,
bei der es sich vorzugsweise um Wasser, das insbesondere mit Zusätzen versetzt
ist.
Durch
die hygienische Reinigung wird die Gefahr der Übertragung von Krankheiten
reduziert. Durch die Abtötung
von Keimen wird die Milchqualität sichergestellt.
Melkanlagen
sind komplexe Systeme, in denen sehr unterschiedliche Prozessabläufe stattfinden,
bei denen auch die Beziehung Tier-Technik berücksichtigt werden muss. Eine
Melkanlage weist daher Subsysteme auf, an die unterschiedliche Aufforderungen
gestellt werden. Bei einem Subsystem kann es sich beispielsweise
um ein Segment einer Melkanlage, die auch Melksteuergeräte beinhaltet, ein
Wärmerückgewinnungssystem
oder eine Kühleinrichtung
handeln. Die Subsysteme können
dabei auch komplexe Einrichtungen oder Vorrichtungen sein, die aus
einer Mehrzahl von Bauteilen bestehen.
Eine
Reinigungsvorrichtung kann beispielsweise einen Spülautomaten,
die dazu notwendigen Leitungen und eine Melkzeugaufnahme aufweisen, um
beispielsweise eine Reinigung vor Ort des Melkzeugs vornehmen zu
können.
Ausgehend
von einer gattungsgemäßen Melkanlage
mit wenigstens zwei Subsystemen und einer Reinigungseinrichtung
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Melkanlage
so weiterzubilden, dass die Prozessabläufe innerhalb einer Melkanlage
weiter verbessert werden.
Diese
Aufgabenstellung wird durch die erfindungsgemäße Melkanlage mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Melkanlage
sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Die
erfindungsgemäße Melkanlage
mit wenigstens zwei Subsystemen und wenigstens einer Reinigungseinrichtung,
zum Reinigen wenigstens eines Subsystems zeichnet sich dadurch aus,
dass wenigstens eine Kommunikationseinheit vorgesehen ist. Mittels
der Kommunikationseinheit werden Informationen des wenigstens eines
Subsystems der wenigstens einen Reinigungseinrichtung übermittelt.
In Abhängigkeit
von den zur Verfügung
gestellten Informationen wird durch die Reinigungseinrichtung ein Reinigungsvorgang
durchgeführt.
Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer
Melkanlage findet zwischen den Subsystemen der Melkanlage und der
Reinigungseinrichtung eine Kommunikation im Sinne eines Datenaustausches statt.
Hierbei
werden von dem wenigstens einen Subsystem der Reinigungseinrichtung
Informationen zur Verfügung
gestellt, die dahingehend ausgewertet werden, ob und in welchem
Umfang eine Reinigung des wenigstens einen Subsystems erfolgen soll.
Diese Informationen können
auch dazu genutzt werden, den Zeitpunkt, zu dem ein Reinigungsvorgang
durchgeführt
werden soll, zu bestimmen. Das wenigstens eine Subsystem, welches
einer Reinigung unterzogen wird, umfasst Komponenten, die milchführend sind.
Bei den Komponenten kann es sich beispielsweise um Melkzeuge handeln.
Die Häufigkeit,
mit der die Reinigung des wenigstens einen Subsystems erfolgt, kann
anhand der zur Verfügung
gestellten Daten sowie aus historischen Daten ermittelt werden. Der
Austausch von Daten bzw. Informationen kann nicht nur von dem Subsystem
zur Reinigungseinrichtung, sondern auch umgekehrt von der Reinigungseinrichtung
zum wenigstens einen Subsystem erfolgen.
Durch
die erfindungsgemäße Anlage
wird eine verbesserte Abstimmung der Prozessabläufe innerhalb der Subsysteme
erreicht. Dadurch, dass Informationen zur Verfügung gestellt werden, kann
der Ablauf der Reinigung zum einen an die Erfordernisse im Melkstand
besser angepasst und auf der anderen Seite durch ein gemeinsames
Management der Komponenten der Subsysteme die Ausnutzung der Ressourcen
verbessert werden. Hierbei kann auch eine verbesserte Energiebilanz
des gesamten Melksystems erzielt werden. Auch ist es möglich, eine
Beschleunigung des Reinigungsvorgangs zu erzielen.
Bei
der Kommunikationseinheit kann es sich auch um wenigstens eine Sensoreinheit
handeln, welche Daten mittelbar oder unmittelbar erfasst und diese
Daten als Informationen bereitstellt. Eine Sensoreinheit kann einen
oder mehrere Sensoren umfassen.
Durch
die Bereitstellung von Informationen wird eine verbesserte Ausnutzung
der vorhandenen Ressourcen erreicht. Darüber hinaus wird die Koordination
der Abläufe
innerhalb eines Melksystems in einer vorteilhaften Weise fortentwickelt.
So besteht beispielsweise die Möglichkeit
in Abhängigkeit
von den bereitgestellten Informationen beispielsweise nur Teilbereiche
oder Segmente eines Melkstandes einer Reinigung zu unterziehen.
So kann beispielsweise nur die rechte oder die linke Seite eines
Melkstandes gereinigt werden.
Energiekosten
eines Systems bilden einen nicht unerheblichen Wirtschaftlichkeitsfaktor.
Bereits vorstehend wurde dargelegt, dass durch die Erfindung eine
verbesserte Energiebilanz des gesamten Melksystems erzielt werden
kann. Insbesondere kann durch die Erfindung auch eine Wärmerückgewinnungseinrichtung
einbezogen werden. Durch die Erfindung werden zahlreiche unterschiedliche
Informationen bereitgestellt, so dass auch das Zusammenwirken von
Melkstand und einem Tank zur Aufnahme der ermolkenen Milch verbessert
werden kann. Da die Milch im Tank gekühlt gelagert wird, kann darüber hinaus
die Kühleinrichtung
des Melksystems in den Gesamtablauf einbezogen werden. Die bewusste
Koordination der Subsysteme wie z. B. Melkstand und Reinigungseinrichtung öffnen ein relativ
hohes Potential der Verbesserung der Abläufe innerhalb des Melksystems.
So besteht beispielsweise die Möglichkeit
eine Veränderung
des Positionsverhältnisses
bei der Reinigung vorzunehmen.
Vorzugsweise
erfolgt zwischen wenigstens einem Subsystem und der Reinigungseinrichtung eine
bidirektionale Kommunikation. Durch die bidirektionale Kommunikation
kann ein Informations- und/oder Datenaustausch zwischen der Reinigungsvorrichtung
und wenigstens einem Subsystem erfolgen. Hierbei kann die Reinigungseinrichtung
an das Subsystem Daten liefern, durch die innerhalb des Subsystems
Prozesse beeinflusst werden. Insbesondere können Prozesse gestartet, beschleunigt,
verlangsamt und/oder gestoppt werden. Hierbei besteht auch die Möglichkeit,
dass das Subsystem oder zumindest einige Komponenten des Subsystems
in einen Bereitschaftszustand überführt werden.
So kann beispielsweise die Reinigungseinrichtung aus einem passiven
Zustand in einen Bereitschaftszustand überführt werden, wenn erkannt wurde,
dass sich der Melkvorgang dem Ende zuneigt. Aus dem Bereitschaftszustand
kann das Subsystem beispielsweise innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne
oder bei Vorhanden einer weiteren Information in einen aktiven Zustand überführt werden.
Es besteht auch die Möglichkeit,
dass das Subsystem aus dem Bereitschaftszustand in einen passiven
Zustand überführt wird.
Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung der Melkanlage kann darin
gesehen werden, dass die einzelnen Prozessabläufe besser aufeinander abgestimmt
werden können.
Die
Subsysteme, die Reinigungsvorrichtung innerhalb der Melkanlage sowie
die Kommunikationseinheit sind vorzugsweise miteinander vernetzt, so
dass ein unproblematischer Informationsfluss stattfinden kann. Vorzugsweise
umfasst das Netzwerk wenigstens eine Datenverarbeitungsanlage. Mittels
der Datenverarbeitungsanlage kann eine Prozesssteuerung und/oder
-regelung einzelner oder aller Subsysteme und/oder Reinigungseinrichtungen erfolgen.
Durch den Einsatz der Datenverarbeitungsanlage können die Prozessabläufe noch
besser aneinander angepasst werden. Bei dem Netzwerk handelt es
sich vorzugsweise um wenigstens ein lokales Netzwerk (LAN). Das
Netzwerk kann auch als ein wireless Network (WLAN) ausgebildet sein.
Es besteht auch die Möglichkeit,
dass ein Netzwerk aus mehreren Teilnetzen besteht, wobei auch die
einzelnen Netzbestandteile über
entsprechende Informationsleitungen oder drahtlos miteinander kommunizieren
können.
Bevorzugt
ist eine Ausgestaltung der Melkanlage, bei der wenigstens zwei Komponenten
ein Subsystem bilden, welches ein Teil des Netzwerks ist. So können auch
wenigstens zwei Komponenten des Subsystems ein Sub-Netzwerk bilden.
In Abhängigkeit
von der Funktionalität
der einzelnen Komponenten können
auch mehrere Sub-Netzwerke vorgesehen sein, wobei das Netzwerk durch
wenigstens Zwei-Sub-Netzwerke gebildet ist.
Gemäß einer
noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Melkanlage wird vorgeschlagen, dass
wenigstens eine Managementeinheit vorgesehen ist, welche als Server
für die
Komponenten und/oder Subsysteme dient. Es besteht auch die Möglichkeit,
dass innerhalb eines Sub-Netzwerks eine Managementeinheit für dieses
Sub-Netzwerk vorhanden ist, während
für das
Gesamtnetzwerk eine andere Managementeinheit vorgesehen ist. Insbesondere
wird vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Managementeinheit ein
Bestandteil eines Steuer-/Regel-Systems der Anlage ist.
Die
einzelnen Subsysteme der Melkanlage weisen unterschiedliche Funktionalitäten auf.
Generell können
die Subsysteme in solche unterteilt werden, die Milch führende Komponenten
und solche, die keine Milch führende
Komponenten enthalten. Auch die Subsysteme, die keine Milch führenden Komponenten
enthalten, stehen in einer Wechselwirkung mit den Subsystemen, die
Milch führende
Komponenten enthalten.
Die
Melkanlage umfasst wenigstens einen Tank, der über Leitungen und Schläuche mit
dem Melkzeug in Verbindung steht. Innerhalb der Leitungen und Schläuche sind
Ventile angeordnet, die entsprechend gesteuert werden. Der Tank
und ggf. Leitungen und Schläuche
sowie Ventile bilden ein Subsystem, welches gereinigt wird.
Der
Tank selbst kann mit seinen peripheren Komponenten ein Subsystem
darstellen. Eine Reinigung des Tanks alleine oder eine Reinigung
des Tanks sowie weitere Subsysteme kann in Abhängigkeit von den zur Verfügung stehenden
Informationen und Daten durchgeführt
werden.
Die
zu dem Subsystem zugehörige
Steuerung des Tanks bzw. der peripheren Komponenten des Tanks wird
in vorteilhafter Weise in die Steuerung des Reini gungsprozesses
integriert. Es besteht auch die Möglichkeit, die Reinigungsprozesse
einzelner Subsysteme derart miteinander zu verknüpfen bzw. zu verzahnen, dass
die vorhandenen Ressourcen in vorteilhafter Weise genutzt werden.
Insbesondere
durch den Einsatz von Sensoren an unterschiedlichen Stellen der
Melkanlage kann bei der Reinigung der Subsysteme auch eine Information über die
Anlage und die Qualität
der Reinigung erhalten werden. Hieraus lässt sich auch eine Aussage über die
Qualität
de Geräte
ableiten.
In
Kombination mit Sensoren für
Druck, Temperatur, pH-Wert od. dgl. kann der Reinigungserfolg in
dem jeweiligen Subsystem kontrolliert und gesteuert werden. Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit, beispielsweise
das Energiemanagement, insbesondere das Wärmemanagement der Melkanlage
in einer positiven Art und Weise zu verbessern. Durch einen Eingriff
in die zentralen Funktionen der Wärmerückgewinnung kann eine Verbesserung
des gesamten Energieverbrauchs bewirkt werden.
So
kann beispielsweise die Wärmerückgewinnung
aktiviert werden, wenn ein Wärmebedarf „angefordert" wird. Die Wärme kann
aus der in der Melkanlage ermolkenen Milch gewonnen werden. Auch
die Abwärme
der Tankkühlung
kann bevorzugt als Wärmeleistung
für die
Wärmerückgewinnung
genutzt werden. Darüber
hinaus kann die Restwärme des
durch die Melkanlage geleiteten Spülwassers gleichfalls der Wärmerückgewinnung
zugeführt
werden, um damit die Energiebilanz noch weiter zu verbessern.
Sofern
Wärme aus
der ermolkenen Milch gewonnen wird, so wird vorgeschlagen, dass
die Milch bis zum Kühlaggregat
in thermisch isolierten Milchleitungen transportiert wird. Die in
dem Wärmeaggregat gewinnbare
Wärme kann
daher erhöht
werden. Durch die isolierte Milchleitung kann wiederum mit weniger
Heizleistung für
die Reinigungseinrichtung gerechnet werden.
Bevorzugt
ist dabei eine Ausgestaltung, bei der beispielsweise das Kühlaggregat,
welches mit der Managementeinheit verbunden ist, Informationen über die
im Melkstand aktuell ermolkene Milch erhält, um durch eine Vorsteuerung
eine rasche Abkühlung zu
bewirken. Es besteht daher auch die Möglichkeit, die Leistung des
Kühlaggregates
an die anfallende Milchmenge bzw. an die anfallende Wärmemenge anzupassen,
wenn die Temperatur der Milch auch erfasst wird.
In
Melkanlagen findet auch der Einsatz von Pumpen statt. Bei Ausnutzung
der Abwärme
der Pumpen kann diese Abwärme
beispielsweise zur Beheizung der Spülflüssigkeit verwendet werden.
Die
erfindungsgemäße Melkanlage
hat noch weitere zahlreiche Vorteile. Insbesondere durch eine zentrale
Steuerung der Melkanlage können
die dezentralen Funktionen der Subsysteme und der einzelnen Komponenten
der Subsysteme so koordiniert werden, dass ein geordneter Ablauf
entsteht. Dieser Ablauf hat die Aufgabe, zentrale Zustände der
Melkanlage, wie beispielsweise Melken, Spülen, Standby, zu steuern bzw.
zu regeln und insbesondere die Koordination mit der Tanksteuerung
zur Kühlung
der gewonnenen Milch zu leisten. Hierdurch wird eine bessere Bedienung
der Gesamtanlage, die Fehler, welche durch unkoordiniertes Arbeiten
einzelner Geräte entstehen,
ausschließen
kann. Darüber
hinaus besteht die Möglichkeit
einer verbesserten Visualisierung der Zustände einzelner Geräte in der
Melkanlage. So kann beispielsweise eine zentrale Leitstelle für die Melkanlage
verwirklicht werden, durch die die einzelnen Funktionen überwacht
und die Prozessabläufe
der einzelnen Gerätekomponenten,
oder Subsysteme dargestellt werden können.
Darüber hinaus
kann eine verbesserte Integration neuer Komponenten bzw. Subsysteme
in die Melkanlage vereinfacht werden. So kann die Anpassung der
neu zu integrierenden Geräte
an die Anlage bzw. die Anlage an die neuen Geräte mit einem verringerten technischen,
insbesondere einem programmiertechnischen Aufwand realisiert werden.
Auch die Inbetriebnahme einer neuen Melkanlage kann hierdurch beschleunigt
werden.
Durch
die erfindungsgemäße Anlage
wird auch ein Zugewinn an Flexibilität erreicht. So können beispielsweise
für den
Betrieb einer Reinigungseinrichtung und/oder wenigstens eines Subsystems Grundsequenzen
definiert werden. Die Grundsequenzen bei einer Reinigungseinrichtung
können beispielsweise
die folgenden Prozessabläufe
sein: Dosierung von Reinigungs- oder Desinfektionsmittel, das Aufheizen
eines Behälters
mit einem Mittel auf die gewünschte
Endtemperatur.
Auch
die Abfolge von Saug-, Warte- und Luftphasen, mit denen Pfropfen
oder Säulen
einer Flüssigkeit,
vorzugsweise Wasser, durch die Melkanage befördert werden, kann als eine
Grundsequenz bezeichnet werden. Diese Grundsequenzen können durch
Kombination zu größeren Einheiten
zusammengefasst werden. Jede Einheit kann somit auch aus mehreren
Grundsequenzen bestehen, die je nach Auslegung der Reinigungseinrichtung
teilweise parallel abgearbeitet werden.
Für die Kombination
von Grundsequenzen werden festen Regeln aufgestellt. Es besteht
daher die Möglichkeit,
beispielsweise durch eine Überprüfung der
Kombination der Grundsequenz diese zu bejahen oder zu verneinen.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit,
dass ausgehend von einer bestimmten Grundsequenz eine Bedienperson
lediglich zulässige
Grundsequenzen zur Verfügung
gestellt werden, die zulässig
sind. Die Regeln, denen die Kombination von Grundsequenzen unterworfen
werden, können
aus den Vorbedingungen der Melkanlage abgeleitet werden. Zusätzliche
Regeln können
eine Überprüfung der
Verfügbarkeit
von Aggregaten, welche die Resultate der Grundsequenzen weiterverarbeiten,
beinhalten.
Ein
Satz von Regeln kann a priori beim Zusammenstellen der Grundsequenzen
zu Einheiten verwendet werden oder/und bei der Ausführung der Grundsequenzen
beim Reinigen. Die Regeln können auch
die länderspezifischen
Gegebenheiten oder anlagenindividuelle Bedürfnisse berücksichtigen.