Industrielles WLAN ist die drahtlose Ethernet-Technologie, die in Lagern und Produktionsstätten eingesetzt wird.

Industrielles WLAN, ein weiterer Pfeiler des Lagers

05 September 2022

Das industrielle WLAN hat eine wichtige Rolle beim Betrieb von Lagerhäusern und Produktionsstätten eingenommen: Die Steuersysteme, die Verwaltungssoftware sowie Geräte wie Handscanner oder Produktionsmaschinen kommunizieren über ein drahtloses Netzwerk miteinander.

Immer mehr Unternehmen setzen auf die Digitalisierung ihrer Lager mittels automatischer Lager- oder Fördersysteme wie Regalbediengeräte, mobile Roboter oder fahrerlosen Transportsysteme. Im Gegensatz zum häuslichen WLAN wurde das industrielle WLAN geschaffen, um die logischen Steuerungen (PLC), Steuersysteme und Computer zu koordinieren, die am Betrieb des Lagers 4.0 beteiligt sind.

Was ist das industrielle WLAN?

Das industrielle WLAN, auch bekannt unter dem Kürzel IWC (Industrial Wireless Communication), ist eine drahtlose Ethernet-Technologie. Sie wird in Lagern, Produktionszentren und in allen Einrichtungen, in denen Lagerverwaltungssoftware und Steuersysteme für Industriemaschinen oder andere automatisierte Anlagen implementiert sind, verwendet.

Ethernet ist ein Standard zur Definition der Eigenschaften und Anforderungen für die Verbindung von mehreren Computern und Geräten in einem einzigen lokalen Netzwerk (LAN). Das drahtlose Ethernet-Netzwerk verwendet Funkwellen zum Senden und Empfangen von Daten. Es funktioniert folgendermaßen: Ein mit einer Internetverbindung und WLAN ausgestatteter Router tauscht Daten mit anderen Geräten aus, die über eine drahtlose Netzwerktechnologie verfügen, wie z. B. Computer, Fernsehgeräte oder Mobiltelefone.

Das industrielle Ethernet-Netzwerk verwendet die gleiche Technologie wie das häusliche WLAN, ist aber an die Besonderheiten von Logistikzentren und Produktionsstätten angepasst. Der Anschlusspunkt kann in Industrieschränken, auf einem Computer oder anderen Geräten installiert werden. Er arbeitet in einem viel größeren Temperaturbereich und ist widerstandsfähiger gegen Stöße, Vibrationen und Lärm.

Mit dem Einzug neuer Technologien in das Lager, wie dem industriellen Internet der Dinge (IIoT) oder Augmented Reality, wird die Rolle des industriellen WLAN gestärkt. „Drahtlose intelligente Kameras und Bildverarbeitungstechnologien sorgen für visuelle Fernüberwachung, intelligente Produktverfolgung und Fehlererkennung“, schreibt Professor Michael Cheffena vom Fachbereich Ingenieurwesen der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie in seiner Publikation Industrial wireless communications over the millimeter wave spectrum: opportunities and challenges. Dem Autor zufolge „ermöglichen visuelle Hilfsmittel, dass Roboter, Maschinen und andere industrielle Automatisierungssysteme wirkungsvoll mit Objekten interagieren und sich sicher durch ihre Umgebung bewegen“.

El wifi industrial proporciona conexiones persistentes a pistolas de picking y a equipos de trabajo conectados a la red
Das industrielle WLAN bietet dauerhafte Verbindungen zu Kommissionierpistolen und vernetzten Arbeitsgeräten

Unterschiede zwischen WLAN und industriellem WLAN

Private und industrielle Ethernet-Netzwerke haben eine gemeinsame Technologie und Funktionsweise. Allerdings gibt es in vielerlei Hinsicht große Unterschiede zwischen den beiden, so z. B.:

  • Datenmenge: Das in Haushalten, öffentlichen Einrichtungen oder Büros verwendete WLAN ist eine Standardverbindung, die große Datenmengen zwischen einigen wenigen Geräten nutzt. Das industrielle WLAN ist jedoch so konfiguriert, dass es ständig kleine Datenpakete mit hoher Geschwindigkeit sendet.
  • Akkustand: Die vom industriellen WLAN verwendete Hard- und Software ist so ausgelegt, dass sie über einen langen Zeitraum ohne Aufladen des Akkus funktioniert. Warum? Die Steuersysteme befinden sich oft an schwer zugänglichen Stellen, weshalb sie nicht so einfach mit Strom versorgt werden können wie ein Smartphone.
  • Zuverlässigkeit: In einem industriellen WLAN sind Zuverlässigkeit und Genauigkeit entscheidend für die Koordination und den reibungslosen Betrieb der Anlage.

Kurz gesagt, im Gegensatz zum Internet zu Hause ist industrielles WLAN nicht für die Übertragung großer Datenmengen wie Bilder oder Videodateien ausgelegt. Das industrielle WLAN erfordert ein geringeres Datenvolumen, aber eine stärkere Interaktion zwischen den Geräten und dafür eine geringere Latenz, um Unterbrechungen zu vermeiden, die den Betrieb der Anlage beeinträchtigen könnten.

Vorteile des industriellen WLAN

Bei der Implementierung von industriellem WLAN in einer Anlage geht es vor allem um die zuverlässige und schnelle Verbindung von Steuerungs-, Management- und Fertigungssoftware mit Sensoren und Maschinen, um die Prozesse in Logistik und Produktion des Unternehmens effizienter zu gestalten.

Die höhere Effizienz ist jedoch nicht der einzige Vorteil dieser drahtlosen Netzwerke:

  • Fehlerfreie Verwaltung: Die Installation von Sensoren und Software, die über das industrielle WLAN betrieben werden, hilft bei der Erkennung von Kostenüberschreitungen und Fehlern in Logistik- und Produktionsprozessen. Durch das industrielle drahtlose Netzwerk wird eine schnelle und zuverlässige Übertragung der Daten gewährleistet, die von den mit dem Netzwerk verbundenen Systemen laufend verarbeitet werden.
  • Produktivität der Teams: Durch die Verbindung zwischen den automatischen Elementen im Lagerzentrum kann die Software die Leistung genau messen und die Arbeitsleistung der einzelnen Geräte maximieren.
  • Instandhaltung und Fehlervorbeugung: Die in den Maschinen eingebauten Sensoren senden laufend Informationen über den Status und die Leistung der Geräte. Die mit dem industriellen WLAN verbundene Software benachrichtigt die verantwortliche Person über den Zustand der Maschinen.

Das industrielle WLAN bietet also dauerhafte Verbindungen und Roaming zu automatisierten Geräten sowie die notwendige Konnektivität zu Handscannern und Computern im Lager.

El wifi industrial requiere el máximo alcance para asegurar la coordinación y el movimiento de todos los equipos automatizados
Das industrielle WLAN erfordert eine maximale Reichweite, um die Koordination und Bewegung aller automatisierten Geräte zu gewährleisten

Wie kann man die Leistung des industriellen WLANs im Lager steigern?

Ein robustes und leistungsfähiges industrielles WLAN ist entscheidend für den Übergang zu neuen Technologien und für ein koordiniertes und effizientes Lager. Eine schwache drahtlose Verbindung an einigen Stellen der Anlage kann sogar zu einer mangelnden Koordination zwischen automatisierten Geräten oder zu einer Unterbrechung der Sensoren und damit zu einer Beeinträchtigung von Produktivität und Sicherheit führen.

Zur Gewährleistung einer maximalen Effizienz in einem Lagerhaus ist die Abstimmung der Leistung des industriellen WLAN ebenso wichtig wie die Einstellung der Reichweite:: Es muss ein ausreichendes Funksignal in allen Bereichen vorhanden sein, in denen drahtlos betriebene Vorrichtungen in Betrieb sind. Dazu gehören Sauerstoff- oder Temperatursensoren in Produktionsanlagen oder Kommissionierpistolen und fahrerlose Transportsysteme in Lagerhäusern.

Das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) unterstütze die Erstellung des Berichts Guide to industrial wireless systems deployments. Darin beschreiben die Autoren die Vorteile des Einsatzes von WLAN in der Industrie: „Die drahtlose Technologie hat viele Vorteile gegenüber kabelgebundenen Anlagen, aber auch viele Nachteile. Zu den Anwendungen der drahtlosen Technologie in Fabriken gehören u. a. die Überwachung von Prozessen, Warnungen zum Gerätestatus, die Verfolgung von Produkten und Anlagen sowie die Überwachung automatisierter Systeme.“ Der Bericht der US-amerikanischen Behörde weist auch auf bestimmte Aspekte hin, die bei der Entscheidung für ein industrielles WLAN zu berücksichtigen sind: „Die Entscheidung für eine drahtlose Technologie hängt von den erwarteten Kosteneinsparungen im Vergleich zu kabelgebundenen Optionen und den technischen Anforderungen der Anlage ab. Die technischen Anforderungen hängen oft mit der Mobilität, der Latenzzeit oder einem möglichen Verbindungsverlust zusammen.“

Angesichts dieser technischen Anforderungen muss untersucht und geplant werden, wie das drahtlose Netzwerk in der Anlage eingesetzt werden soll. Bei der Implementierung von industriellem WLAN in einem Lager oder einer Produktionsanlage muss die Komplexität der Abläufe berücksichtigt werden: Diese Lagerzentren sind in der Regel große, offene Räume, wodurch es schwierig ist, alle Bereiche miteinander zu verbinden. Deshalb muss die Installation des drahtlosen industriellen WLANS bei der Planung des Lagers und der Logistik unbedingt berücksichtigt werden. Hierfür ist die Anordnung der Zugangspunkte entsprechend den Arbeitsabläufen, Arbeitsstationen oder automatischen Handhabungsgeräten festzulegen.

Das Gleiche gilt für eine Produktionsstätte. Mit einer Studie vor der Bereitstellung von industriellem WLAN kann die Ausbreitung des Funksignals im Voraus gemessen werden, wodurch die ideale Anzahl von Zugangspunkten und deren Standort ermittelt werden kann.

La ubicación de los puntos de acceso es fundamental para garantizar la máxima coordinación en el almacén
Die Lage der Zugangspunkte ist entscheidend, um eine maximale Koordination im Lager zu gewährleisten.

Das industrielle WLAN, ein zentrales Element für ein produktives Lager

Ein industrielles WLAN mit ausreichender Leistung ist ebenso wichtig wie seine Zuverlässigkeit und Reichweite, um alle angeschlossenen Vorrichtungen in der Anlage zu verbinden. Daher muss die Installation von industriellem WLAN in der Produktionsstätte oder im Lager unbedingt im Voraus geplant werden, wobei Faktoren wie der Automatisierungsgrad, die Implementierung von Lagerwaltungssoftware oder die Anzahl der Arbeitsstationen berücksichtigt werden müssen.

Trotz der Komplexität der Installation von industriellem WLAN ermöglicht dieses drahtlose Netzwerk eine maximale Produktivität der Vorrichtungen und schafft eine sichere, effiziente und fehlerfreie Arbeitsumgebung.