LandtechnikPub Date : 2020-06-17DOI: 10.15150/LT.2020.3241
Marco Wydra, A. Bauer, C. Geiger, M. Geimer
{"title":"Imitate and optimize modern control algorithms for forestry cranes by means of artificial neural networks","authors":"Marco Wydra, A. Bauer, C. Geiger, M. Geimer","doi":"10.15150/LT.2020.3241","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3241","url":null,"abstract":"Modern hydrostatic function drives for agricultural and forestry machines require complex control algorithms. Electric controls offer significant energy and control advantages over the state of the art, such as reduced tendency to oscillate or implementation of a variable power limitation. Therefore, new algorithms are essential for sustainable optimization of future machines. The paper investigates a method to automatically transfer an existing control algorithm to an artificial neural network (ANN), which will be optimized by the Pattern Search algorithm afterwards. The method was applied to a forestry crane with an electro-hydraulic flow-on-demand control. After 41 generations of optimized parameter sets, the ANN control already shows a behavior comparable to the reference control. With this approach it is possible to transfer deterministic algorithms into stochastic algorithms with comparable transfer functions, which can then be optimized using machine learning methods.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":"75 1","pages":"118"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-06-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"45421936","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2020-06-09DOI: 10.15150/LT.2020.3238
B. Benz, Sascha Hiss, Sabine Hubert, J. Hartung
{"title":"Flexible front barrier instead of a rigid neck rail to control the use of cubicles of cows ? a pilot study","authors":"B. Benz, Sascha Hiss, Sabine Hubert, J. Hartung","doi":"10.15150/LT.2020.3238","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3238","url":null,"abstract":"In einem Liegeboxenstall dienen Liegeboxen dem Ruhen. Zur Steuerung der Liegeboxennutzung wird in der Regel ein starres Metallrohr-Nackensteuer eingesetzt, welches am Liegeboxentrennbugel befestigt ist. Ziel der vorliegenden Pilotstudie war es, den Einfluss eines Feuerwehrschlauches als flexibles Nackensteuer auf die Quantitat und Qualitat des Steh- und Liegeverhaltens von Kuhen sowie auf die Verformbarkeit der Einstreumatratze im Vorderfusbereich der Tiefbox zu untersuchen. Es konnte kein Einfluss der Nackensteuerausfuhrung auf die Liegezeit nachgewiesen werden. Allerdings wurde das klauenschadliche, zweifusige Stehen in der Liegebox, bei dem sich die Hinterfuse auserhalb der Liegebox befinden (Perching), reduziert und durch ein Stehen mit vier Fusen in der Liegebox ersetzt. Zudem verringerte sich die Zahl der Stehereignisse ohne Abliegen und damit die Gesamtzahl der Stehereignisse in der Liegebox. Die Einstreumatratzen der Tiefboxen waren im vorderen Bereich mit flexiblem Nackensteuer signifikant verformbarer. Die Ergebnisse zeigten, dass ein flexibles Nackensteuer die Qualitat der Liegeboxennutzung erhoht.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-06-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"41999146","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2020-05-29DOI: 10.15150/LT.2020.3235
Kevin Haensel, Tino Barchmann, M. Dotzauer, E. Fischer, J. Liebetrau
{"title":"Further operation of flexible biogas plants – realisable bid prices in the EEG 2017","authors":"Kevin Haensel, Tino Barchmann, M. Dotzauer, E. Fischer, J. Liebetrau","doi":"10.15150/LT.2020.3235","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3235","url":null,"abstract":"With the tendering procedure of the Renewable Energy Sources Act (Erneuerbare-Energien-Gesetz, EEG) 2017, the opportunity was created to transfer existing biogas plants into a 10-year follow-up remuneration through new commissioning. A detailed analysis of possible revenues and costs can be an advantage when placing bids. Thus provide clarity about the economic situation of a biogas plant during the follow-up period. The aim of this paper is to demonstrate that there are potential economic options for selected existing biogas plants in Germany in the electricity market. Namely to switch to the tender design under EEG 2017 and to take advantage of the 10-year follow-up remuneration. For now, the tender corridors beyond 2022 are not determined yet. But in the course of an upcoming amendment of the Renewable Energy Sources Act it is likely that there will be a notable corridor volume from 2023 onwards. In addition to the ability to operate flexibly, the decisive factor for the economic operation of a plant beyond the 20-year EEG remuneration period is the levelized costs of electricity (LCOE). Or more precisely the LCOE that can be realized in the follow-up period. If a subsidy charge can be achieved that, combined with market earnings, exceeds the average LCOE in the follow-up period, economic operation is ensured. Otherwise, additional sources of revenue or cost reduction potential must be tapped.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-05-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"48895889","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2020-05-18DOI: 10.15150/LT.2020.3233
Franziska Christ, Diana Schneider, S. Schneider, B. Benz
{"title":"Economic evaluation of wood pellets in equine husbandry in consideration of ethological and stall climatic parameters","authors":"Franziska Christ, Diana Schneider, S. Schneider, B. Benz","doi":"10.15150/LT.2020.3233","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3233","url":null,"abstract":"Wahrend Stroh und Hobelspane zu den am haufigsten verwendeten Einstreumaterialien in der Pferdehaltung zahlen und ihre Eigenschaften in zahlreichen Studien beschrieben werden, sind Holzpellets als Einstreumaterial noch wenig bekannt und bisher kaum untersucht. Daher wurden Holzpellets einem Praxistest auf einem Pferdebetrieb mit Einzelboxenhaltung unterzogen und mit Weizenstroh und Hobelspanen verglichen. Neben einem Vergleich der Wirtschaftlichkeit der drei Einstreumaterialien wurden Unterschiede im Pferdeverhalten und im Stallklima untersucht.Aus okonomischer Sicht zeichnete sich der Einsatz der Holzpellets durch die geringsten Lohn- und Materialkosten aus. Die Pferde verbrachten bei Einstreu mit Holzpellets allerdings weniger Zeit mit der Futtersuche und im Liegen und es wurden hohere Staub- und Ammoniakkonzentrationen in der Luft gemessen. Jedoch wurden die stallklimatischen Grenzwerte bei allen drei Einstreuarten deutlich unterschritten. Weizenstroh erwies sich als das Einstreumaterial, das den Bedurfnissen der Pferde am nachsten kam, wahrend die Holzpellets aufgrund ihres hohen Potenzials zur Kosteneinsparung uberzeugten.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-05-18","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"43807543","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2020-05-04DOI: 10.15150/LT.2020.3232
Thoralf Stein
{"title":"Investigation of the efficiency of work processes within a farm using open data","authors":"Thoralf Stein","doi":"10.15150/LT.2020.3232","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3232","url":null,"abstract":"Research has long been concerned with the investigation and optimization of agricultural processes. Still, there is potential to make processes more resource-efficient. An important step in exploiting this potential is to examine whether differences in efficiency within a company are due to natural reasons such as soil properties or other reasons such as vehicle control. In this work a possible procedure for such an investigation is presented. For this purpose, recorded machine data from the project “BiDaLAP” is combined with various open databases. With that, efficiency parameters can be quantified. A large part of the natural causes for efficiency differences can be identified by the databases. It can also be shown which operational parameters still have optimization potential and how big the efficiency differences really are.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-05-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"43520492","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2020-05-04DOI: 10.15150/LT.2020.3230
Philipp Kress, Hans‐Joachim Nägele, A. Lemmer, B. Kolb
{"title":"Flow velocities and flow profiles in a thoroughly mixed biogas fermenter.","authors":"Philipp Kress, Hans‐Joachim Nägele, A. Lemmer, B. Kolb","doi":"10.15150/LT.2020.3230","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3230","url":null,"abstract":"Das Durchmischen von Garsubstrat mittels mechanischer Ruhrwerke ist einer der wichtigsten Prozesse in der Biogasproduktion, jedoch mit hohen Energieeintragen und damit fur den Biogasanlagenbetreiber mit hohen Kosten verbunden. Die Optimierung von Ruhrwerken sowie des Ruhrmanagements gewinnt in den vergangenen Jahren immer mehr an Bedeutung. Zahlreiche wissenschaftliche Studien versuchen mittels Simulationen und Versuchen im Labormasstab Rheologie, Biologie und Stromungsgeschwindigkeiten im Fermenter zu untersuchen und zu beschreiben. Die Ergebnisse zeigen jedoch im Vergleich von Labor- und Praxisuntersuchungen noch erhebliche Abweichungen. Daher wurden mittels magnetisch-induktivem Messsystem die Stromungsgeschwindigkeiten an verschiedenen Stellen des Fermenters bei unterschiedlichen Trockensubstanzgehalten (TS) und Viskositaten des Garsubstrates ermittelt. Bei einem TS-Anstieg von 7,74 auf 10,75 % uber den Versuchszeitraum zeigten die Ergebnisse eine Abnahme der Stromungsgeschwindigkeiten von 8,71 bis 63,77 cm · s-1 auf 0,05 bis 37,36 cm · s-1. Bedingt durch den Anstieg des TS-Gehaltes reduzierten sich die mittleren Stromungsgeschwindigkeiten bei gleicher Ruhrwerkseinstellung um durchschnittlich 70 %. Erganzende Untersuchungen konnten belegen, dass mit einem Anstieg der dynamischen Viskositat die uber die Ruhrwerke induzierten Stromungen am Boden, aber auch an der Oberflache, so gering werden konnen, dass diese messtechnisch nicht mehr erfassbar sind. Diese Arbeit unterstutzt die These, dass es durch Reduktion der Stromungsgeschwindigkeiten zu „Totzonen“ im Fermenter kommen kann.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":"75 1","pages":"35-50"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-05-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"41676262","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2020-01-31DOI: 10.15150/LT.2020.3229
Fiona Osman, Zeitler-Feicht Margit, Georg W. Fink, Stefanie Arnhard, Konstanze Krüger
{"title":"Analysing demands for the clear widths of lattice bars in horse husbandry","authors":"Fiona Osman, Zeitler-Feicht Margit, Georg W. Fink, Stefanie Arnhard, Konstanze Krüger","doi":"10.15150/LT.2020.3229","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3229","url":null,"abstract":"At bars, used in various places in horse husbandry, horses can hurt themselves when retracting their heads or hooves after pushing them through the interspaces. In order to reduce the risk of injury, the clear widths and material thicknesses of bars should be chosen so that horse heads and hooves either cannot pass between the spaces or can be retracted safely. However, research to date has not provided any reliable information on bar width (vertical and horizontal) that is safe for horses. Grid bar width used in practice and recommended in the literature is based on empirical values and technical material properties. In this study, heads and hooves of 480 horses (233 mares, 204 geldings and 43 stallions) of 23 breeds were measured for making statements about the suitability of standard bar width, when considering the anatomy of the horse. It turned out that for vertical bars, an interspace of no more than five centimetres can be considered to be safe for all horses of a height of 110 centimetres and an age of two years and more. With horizontal lattice bars, a clear width of exactly 17 centimetres proved to be safe. This applies to all horses of a height of 148 centimetres and an age of two years or more. The clear widths of panels must be considered critical for horse welfare. When horses, for example, try to eat outside the panels and put their head through the bars, they may get stuck.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-01-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"48947498","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2020-01-23DOI: 10.15150/LT.2020.3226
A. Meiners, S. Böttinger, Nicolò Regazzi
{"title":"Net traction force/slip behaviour of tractor tyres - practical oriented measurement and simulation with the Hohenheim Machine Model","authors":"A. Meiners, S. Böttinger, Nicolò Regazzi","doi":"10.15150/LT.2020.3226","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3226","url":null,"abstract":"Within investigations on the fuel consumption of agricultural process chains, a simulation model for tractors is being developed which enables the calculation of time-related fuel consumption of static operating points. The transmission of forces between tyre and soil in longitudinal direction is mapped by a regression model, which however is based on outdated data. The current status of tyre size and technology can thus only be simulated inadequately. Based on the development and discussion of a suitable measurement methodology to determine the net traction force/slip-curves of modern tyres of larger dimensions, measurements with different tyre sizes are carried out and the results are presented. The introduction of correction factors in the empirical regression equations opens a way to update the tyre-soil model, which is done on the basis of the measured curves. Investigations on the influence of different parameters on the traction behaviour of standard tractors up to 300 kW nominal power are possible with the updated model and are presented as results.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-01-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"49264928","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2020-01-23DOI: 10.15150/LT.2020.3227
C. Umstätter, Daniel Martini, Felix Adrion
{"title":"Opinion Paper: Digital Animal Monitoring – What is on the Horizon?","authors":"C. Umstätter, Daniel Martini, Felix Adrion","doi":"10.15150/LT.2020.3227","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2020.3227","url":null,"abstract":"Mit der fortschreitenden Digitalisierung der Gesellschaft im Allgemeinen und der Landwirtschaft im Besonderen gewinnt auch das digitale Monitoring in der Nutztierhaltung zunehmend an Bedeutung. Seit der Einfuhrung der ersten automatisierten Systeme in den 1980er-Jahren wurden verschiedene Ansatze des Monitorings entwickelt. Die Anwendung und Verbreitung solcher Systeme ist allerdings unterschiedlich und Neuerungen setzen sich oft nur langsam durch. Naturlich bergen alle Neuerungen sowohl Risiken als auch Chancen. Wir fassen in diesem Artikel die von den Akteuren erwartete kunftige Entwicklung zusammen und stutzen uns dabei auf die Informationen, die bei Diskussionen in Fokusgruppen gesammelt wurden. Dazu wurde fur die Akteure ein Workshop zum Thema Tiermonitoring und Digitalisierung in der Nutztierhaltung organisiert (KTBL-Fachgesprach), der im November 2017 in Kassel mit 30 eingeladenen Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus verschiedenen Interessengruppen stattfand.Es wurden vier Schlusselbotschaften identifiziert: 1. Gesundheit und Wohlbefinden von Nutztieren konnen durch eine optimierte Prozesskontrolle unter Verwendung objektiver Echtzeitdaten verbessert werden, ohne dass auf Entscheidungen durch Menschen verzichtet wird. 2. Innovative Prozesse konnen neue Haltungssysteme und Markte hervorbringen. 3. Kunftig konnten Personen mit vielfaltigeren Hintergrunden und Interessensauspragungen und hochqualifizierte Fachpersonen in der Landwirtschaft tatig werden. 4. Kleine Betriebe konnten von der Digitalisierung profitieren. Unsere Erkenntnisse aus dem Workshop zeigen, dass es wichtig ist, fur die Weiterentwicklung der Landwirtschaft Moglichkeiten anzubieten und Hindernisse abzubauen, damit wegweisende Technologien, neue Akteure und frische Ideen ihr Potenzial entfalten konnen. Die politischen Entscheidungstrager mussen mit der Vorgabe geeigneter Rahmenbedingungen die Sicherheit und den Schutz der Daten sowie faire Arbeits- und Marktbedingungen fur die Akteure sicherstellen.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2020-01-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"48198948","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
LandtechnikPub Date : 2019-12-03DOI: 10.15150/LT.2019.3224
Benjamin Ohnmacht, Philipp Kress, Joanna K. H. Parrales, Andreas Lemmer
{"title":"Untersuchung der internen, biologischen Entschwefelung mittels Dosierung von Umgebungsluft","authors":"Benjamin Ohnmacht, Philipp Kress, Joanna K. H. Parrales, Andreas Lemmer","doi":"10.15150/LT.2019.3224","DOIUrl":"https://doi.org/10.15150/LT.2019.3224","url":null,"abstract":"Die interne, biologische Entschwefelung ist ein einfaches und kostengunstiges Verfahren, um grosere Mengen an Schwefelwasserstoff (H2S) aus Biogas zu entfernen. Durch die Zugabe von Umgebungsluft in den Gasraum des Fermenters wird das darin enthaltene H2S von siedelnden, aeroben Schwefelbakterien zu elementarem Schwefel und Wasser verstoffwechselt. In unserer Studie an einem Fermenter der Forschungsbiogasanlage „Unterer Lindenhof“ wurde die Abnahme der H2S-Konzentration („Entschwefelung“) bei unterschiedlich dosierten Luftmengen untersucht. Es zeigte sich, dass eine Verminderung um etwa 90 % moglich war, obgleich die dafur benotigte Luftmenge unverhaltnismasig hoher lag als bei einer geringeren Entschwefelung: Bei einer Verminderung um 90 % betrug das Verhaltnis von Luftstrom zu Biogasstrom etwa 0,02 und lag somit im unteren Empfehlungsbereich von 0,02 bis 0,08. Bei einer Abnahme um 50 % lag dieses Verhaltnis lediglich bei ca. 0,002. Eine noch hohere Entschwefelung (> 90 %) durch eine noch hohere Dosierung von Umgebungsluft ware theoretisch moglich gewesen, wurde aber durch ein Sicherheitskriterium verhindert: In den Versuchen war eine gemessene O2-Konzentration von maximal 0,5 % im Fermenter erlaubt.","PeriodicalId":35524,"journal":{"name":"Landtechnik","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-12-03","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"43165760","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}