Viele Geräte und verschiedene Protokolle im Netzwerk führen oftmals zu unübersichtlichen Situationen und bergen Fehlerpotentiale. Mit der richtigen Analyse-Software für Netzwerke behalten Sie stets den Überblick und können im Falle von Problemen selbst eine Analyse und Fehlerbehebung durchführen.
Viele Geräte und verschiedene Protokolle im Netzwerk führen oftmals zu unübersichtlichen Situationen und bergen Fehlerpotentiale. Mit der richtigen Analyse-Software für Netzwerke behalten Sie stets den Überblick und können im Falle von Problemen selbst eine Analyse und Fehlerbehebung durchführen.
Bewährte Wi-Fi Praktiken für Industrielle Umgebungen
Herausforderungen bei der Erstellung und dem Betrieb eines WLAN in industriellen Umgebungen
Einführung
Dieser Artikel behandelt die für die Fertigungsindustrie typischen Herausforderungen von WLAN, in dem dies von enormer Bedeutung ist.
Die Welt redet über IoT und Industrie 4.0. Also die Bezeichung für das Netzwerk physischer Objekte, die mit Software, Sensoren und anderer Technologie ausgestattet sind. Damit ist dann eine meist drahtlose Vernetzung über das Internet möglich, sodass zwischen den Objekten Daten ausgetauscht werden können. Es wird erwartet, dass sich die Anzahl aller vernetzten IoT – Geräten von heute 13 Mrd auf über 22 Mrd. im Jahre 2025 ansteigen wird.
Wenn Sie für das Wi-Fi und seine Anwendungen in Ihrem Unternehmen verantwortlich sind, kommt hier eine Herkulesaufgabe auf Sie zu, bei der wir Sie unterstützen können. Denn die Planung, Implementierung und Wartung eines funktionierenden drahtlosen Netzwerks wird plötzlich ein zentraler Bestandteil ihrer IT Infrastruktur.
Das bedeutet, dass es bei der Wartung eines funktionierenden drahtlosen Netzwerks eine Menge zu berücksichtigen gibt, Fehler möglichst zu vermeiden sind, da diese immer mit hohen Kosten verbunden sind.
Die richtige Planung und Implementierung eines Wi-Fi-Netzwerks können die Anwender zufriedenstellen und zukünftige Probleme beseitigen oder zumindest minimieren. Im Umkehrschluß bedeutet ein nicht zuverlässiges WLAN Ärger, Verdruß und im schlechtesten Fall vermeidbare hohe Kosten für das Unternehmen..
Wi-Fi für Industrie und Fertigung
Die Herstellung, Lagerung und der Versand von Waren erfolgt in der Regel in Lagerhallen und Hochregallagern, wo die drahtlose Vernetzung und die richtige Positionierung der Access – Point s wichtig, aber alles andere als trivial ist. Interferenzen durch Geräte, Maschinen und Metallstrukturen, bei chaotischer Lagerung sich laufend ändernde Dämpfungswerte durch unterschiedliche Lagerware, große Temperaturdifferenzen – die Liste der Herausforderungen ist unendlich lang.
In Produktionsumgebungen gibt es möglicherweise keinen lokalen IT-Support.
Das bedeutet, dass die Netzwerkimplementierung und ein sicheres Funktionieren der Anwendungen einfach und robust sein muss.
Die Fernverwaltung und -administration von Wireless – Fidelity -Geräten im Werk ist in diesen Umgebungen gang und gäbe. Dort empfiehlt es sich oft, ein kleines Messgerät, wie z.B. den AirCheck G2 (oder AirCheck G3) von netAlly vorzuhalten. Damit ist es auch einem Nichtfachmann möglich, gesteuert über die Cloud, von einem Fachmann Anweisungen entgegenzunehmen und Fehlerursachen zu erkennen und idealerweise beseitigen.
In Produktionsumgebungen gibt es außerdem viele Arten von Hindernissen und Umgebungen zu finden, die es in herkömmlichen Büroräumen nicht gibt. Zusätzlich zu den Störquellen, die in Büros vorkommen (Mikrowellen, drahtlose Kameras, Alarmanlagen usw.) verursachen auch die produktionsrelevanten Maschinen und die Beleuchtung, in und um Industrie- und Fertigungsnetzwerke herum Funk-Frequenzrauschen (RF) innerhalb der gleichen Frequenzen, die auch von WiFi verwendet werden. Häufig werden auch Näherungsschalter im 2,4GHz Band, die beim Annähern eines Fahrzeugs, z. B. eines Gabelstaplers das Öffnen eines Rolltores steuert, verwendet.
Dieses zusätzliche Rauschen macht die Entwicklung und Implementierung drahtloser Netzwerke in Lager- und Fabrikumgebungen zu einer Herausforderung. Jede Implementierung von drahtlosen Netzwerken in einer industriellen Umgebung muss Systeme hoher Qualität verwenden, die Staub und extremen Temperaturschwankungen standhalten und Fernverwaltungsfunktionen bieten. In Außenbereichen ist zusätzlich ein Schutz gegen eindringendes Regenwasser zu berücksichtigen.
Einsatzkritisches WiFi – Mission Critical WiFi
Einsatzkritisch bedeutet, dass ein Netzwerk nicht ausfallen darf, da sonst Ihre Produktionslinie zum Stillstand kommt, wodurch ein enormer Schaden verursacht werden kann. Bei der Beschaffung eines WLAN empfiehlt es sich, auch solche Risiken mit in die Kalkulation zu übernehmen. Logistik-Teams verwenden zum Beispiel Handheld-Geräte, Gabelstapler haben einen fest montierten Barcodescanner, um den Bestand zu verfolgen. Ohne WiFi-Zugang können diese Geräte keine zuverlässigen Daten über den genauen Ort und über die Stückzahlen melden – Ihr Unternehmen hat dann zu viel oder zu wenig im Bestand. Es wird unter Umständen nicht erkannt ob sich die Ware noch am Lagerort oder schon auf den LKW verladen wurde. Dies hat weitreichende Auswirkungen auf Warenbestand, Betriebskosten und das Ergebnis aus. Wenn das WiFi ausfällt, steht das Unternehmen!
So wie es überall WiFi gibt, so gibt es auch schlechtes WiFi. Verbindungsschwierigkeiten, abgehacktes Video, unterbrochene Anrufe, Umsatzeinbußen – all diese Probleme mit schlechtem Wi-Fi wirken sich auf das Unternehmen, seine Arbeitsabläufe und Kundendienste aus.
Was ist also die Definition von gutem WiFi? Wenn es einfach funktioniert!
Dieser Fachartikel soll Ihnen helfen, die Lücke zwischen dem, was Sie im Unterricht lernen und dem, was es bedeutet, ein unternehmenskritisches drahtloses Netzwerk einzurichten das in einer komplexen Fertigungsumgebung funktioniert. Die eudisa GmbH bietet dazu auch Workshops und Produkteinweisungen an, bei der wir unsere mehr als 20jährige Erfahrung an sie weitergeben, um teure Fehler zu vermeiden. Zusätzlich erhalten Sie Zugang zu unseren Consulting Dienstleistungen, sollten Sie tatsächlich einmal vor einem schwierig lösbaren Problem stehen.
Probleme in der Fertigungsumgebung
Lager- und Produktionshallen sind von beliebiger Vielfalt – keine gleicht der anderen. Im Lager in den Gängen ist es notwendig Barcodes mit Handheld-Geräten scannen zu können. Dazu brauchen Sie überall Wi-Fi – und haben keine Toleranz bei Signal Störungen durch Regale zu akzeptieren. Der Betrieb einer unternehmenskritischen drahtlosen Umgebung in einer Fertigungsanlage ist nie einfach und erfordert umfassende Kenntnisse über die vorhandene Infrastruktur und möglicherweise bereits bestehender Funkquellen.
Die physische Fläche einer Produktionshalle ist in der Regel sehr groß und offen. Neben einer umfassenden und sorgfältigen Planung ist eine Abnahmemessung bei der Inbetriebnahme immer ein „Muss“. Dabei können mit einem Spektrumanalysator auch non-Wi-Fi Störer erkannt werden.
Je geschlossener die Umgebung ist (z. B. in einem Büro) je höher die Anzahl der zu verbauenden AccessPoints (AP). Sowohl in Lager- und Produktionshallen als auch in Büroumgebungen, sollte man bei der Platzierung der AP darauf achten, daß sie zu Wartungszwecken gut zugänglich sind. Eine Montage in den Fluren und Gängen ist daher empfehlenswert.
Die einzustellenden Leistungspegel sind auch in der Produktion nur schwer vorhersehbar, weil Sie haben große Absorber und große Reflektoren. Diese Umgebungseinschränkungen bedeuten, dass Sie bei der Einrichtung WLAN in Produktionsumgebungen sehr sorgfältig vorgehen, aber gleichzeitig aber auch agil und schnell sein müssen, um den unterbrechungsfreien Betrieb aufrechtzuerhalten.
Einige der Herausforderungen mit denen Sie konfrontiert sein werden sind:
Wi-Fi Site Survey & Planung
Wenn Sie ein WLAN-Netzwerk ohne Vorplanung einrichten – oder sich nur oder sich nur auf die Erweiterung oder den Umbau konzentrieren, wenn es nötig ist, werden Sie Probleme bekommen.
Ein funktionierendes Wi-Fi muss geplant und installiert werden, bevor Sie es einrichten und in Betrieb nehmen.
Die heutige verfügbaren Softwaretools, wie z.B. Ekahau AI Pro oder netAlly AirMagnet Pro, erlauben eine sehr genaue und detaillierte Planung. In komplexen Umgebungen, empfehlen wir aber, zumindest stichprobenartig, das Ergebnis der Planung durch eine Simulation mit einem AP auf einem Stativ (eudisa WLAN Meßkoffer) zu überprüfen. Dabei messen Sie die Beaconsignale die der AP aussendet und können die Ausbreitung des Funksignals messen. Dabei erkennen Sie möglicherweise unvorhersehbare Reflektionen und unerwartete Dämpfungsglieder. Das versetzt Sie in die Lage die geplanten Positionen von APs zu verifizieren und zu optimieren, um sich so teure Nacharbeit zu ersparen.
Eine Pre-Deployment Site Survey hilft Ihnen auch, alle benachbarten oder rogue APs und Engeräte (nicht authorisierte) sowie nicht-Wi-Fi bezogene Störungen, die sich auf die Wi-Fi-Leistung beeinträchtigen können rechtzeitig zu erkennen. Denken Sie daran, dass Lagerhäuser in der Regel keine hohe Dichte an APs verfügen und es nicht ungewöhnlich ist, dass es in Lagerhäusern mehr APs als Clients (Endgeräte) gibt.
AP auf einem Stativ (eudisa WLAN-Meßkoffer)
Eine gängige Planungsmethode ist die Durchführung einer „AP-on-a-stick-Standortuntersuchung“. Das handelt sich dabei um nichts anderes als um einen AP, der auf einem Stativ montiert wird, und mit dem eine mögliche Montageposition messtechnisch erfasst werden kann. Es ist selbstredend, dass dazu ein möglichst großer Akkupack erforderlich ist, der im Idealfall PoE+/802.3at fähig ist.
Zur Durchführung dieser Art von Vermessung verwenden Sie den AP und die Antenne, die für das zukünftige WLANeingesetzt werden sollen. Positionieren Sie den AP vorübergehend an den vorher geplanten Standorten und in der Höhe. Überprüfen Sie, wie weit das Signal reicht mit der gewünschten Signalstärke reicht, indem Sie die Begehung des Gebiets und Aufzeichnung der Messungen mit der Wi-Fi-Site-Survey-Software Software (z. B. Ekahau AI Pro oder AirMagnet Site Survey Pro) und einem kompatiblen Messgerät (z. B. Ekahau Sidekick, Aircheck G2, oder Etherscope NXG) durchführen. Wiederholen Sie diesen Vorgang nach Bedarf, bis alle erforderlichen Bereiche die definierten Wi-Fi-Anforderungen erfüllen.
Denken Sie daran, dass die typische AP-on-a-Stick-Planung Einschränkungen in Bezug auf Höhe hat, was besonders in Lagerumgebungen problematisch sein kann.
Typischerweise wird AP-on-a-stick mit einem Stativständer mit Stromversorgung und einer Antenne, die etwa 4 Meter hoch ist geliefert. Für größerer Höhen empfehlen wir Hubsteiger einzusetzen.
Gelernte Lektionen
Einsatz und Montage von Antennen
Die Umgebungsbedingungen in Produktionsanlagen und Lagern machen den Einsatz von Access Points (AP) und Antennen Einsatz besonders herausfordernd. Manchmal ist das Beste, was Sie tun können, den idealen Standort für den idealen Standort für Ihre Antenne zu finden, damit sie nicht umgestoßen, verschoben oder verdeckt werden:
Hier sind einige wichtige Überlegungen:
Wo die Praxis mit der Theorie bricht
Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Sie verfolgen eine Pre-Deployment Site Survey, bei der die Signalstärkenabdeckung getestet wurde, wobei der AP in einer Höhe von 2m montiert werden soll. Aber Ihre Begleitung weisst Sie darauf hin, dass dieser Standort von einem Gabelstapler angefahren werden soll und es sinnvoller wäre, den AP in einer Höhe von 10m – ausser Reichweite des Gabelstaplers – zu montieren. Die Montage in 10m Höhe führt zu einer drastischen Unterscheidung in der Signalstärkenausbreitung.
Sie haben einen Fehler, den AP an einer unpassenden Stelle zu montieren vermieden, da Sie eine mit dem Betrieb vertraute Person hinzugezogen haben. Eine teure Nacharbeit zu hohen Kosten und ein möglicherweise unzufriedener Kunde wurde vermieden.
Gelernte Lektionen
Obligatorische Interferenzen
Hochfrequenzstörungen (RF) sind ein Problem für alle Wi-Fi-Netzwerke. Fast jedes Gerät, das ein elektromagnetisches Signal aussendet, kann RF-Interferenzen verursachen. Das ist unvermeidlich.
Obligatorische Interferenzen treten auf, wenn es Geräte in Ihrer Produktionsumgebung, die das RF-Spektrum gemeinsam nutzen, die Sie aber können sie nicht entfernen.
Sofern obligatorische Interferenzen auftreten, kann folgendes vorliegen:
Manchmal gibt es politische Gründe oder sogar Misstrauen zwischen Teams die dazu führen, dass Systeme parallel gebaut werden. Während diese Wi-Fi-Systeme für ein anderes Team von entscheidender Bedeutung sein können, könnten sie Ihr Wi-Fi stören.
Da es sich um denselben Luftraum handelt und nur eine begrenzte Anzahl von nutzbaren Kanälen zulässig ist, muss das Problem hier organisatorisch gelöst werden. Wir haben gute Erfahrungen damit gemacht, für einen Bereich jeweils einen Funkverantwortlichen zu bestimmen, der alle RF Quellen kennt und im Team die Interessen vertritt und steuern kann. Am besten geschieht dies durch die Implementierung einer RF-Spektrum.-Richtlinie.
Gelernte Lektionen
Clients und Geräte
Wenn Sie in der Fertigungsumgebung Tablets und Telefone einsetzen verfügen diese in der Regel über die neuesten und besten IEEE 802.11 a, b, g, n, ac, ax, -Protokolle und verursachen in der Regel keine Probleme.
Im Lager stoßen Sie üblicherweise auf eine Vielzahl von Handheld-Geräten unterschiedlichster Generationen, einige gut, andere schlecht in Bezug auf die Signalstärke, Signalrauschabstand und Geschwindigkeitssprüngen.
Berücksichtigen Sie bei der Planung Ihres Netzwerks während der Standortbesichtigung die Arten von Geräten/Clients, die in der Anlage verwendet werden. Sie könnten auch auf Legacy-Geräte wie alte PCMCIA-Karten, die in Produktionsanlagen verwendet werden, stoßen. Und diese Clients könnten in einem Fahrzeug oder einer anderen geschlossenen Struktur versteckt sein.
Beispiele für schlechtes Geräteverhalten:
Gelernte Lektionen
Roaming
Bei der drahtlosen Kommunikation geht es um Mobilität. Alte Netze waren nicht für Roaming ausgelegt, da die Abdeckung nicht nicht durchgängig war. Auch neue Netze sind manchmal nicht richtig für das Roaming ausgelegt. Eine Mischung aus eigenständigen und controller-gesteuerten APs werden selten für Roaming zwischen ihnen konfiguriert, wenn überhaupt möglich. In Lagerhallen treten Wi-Fi-Probleme mit Roaming häufiger auf als in anderen Bereichen.
Im Folgenden finden Sie einige Tipps für bewährte Verfahren beim Roaming:
TIPP: Versuchen Sie nicht Geld zu sparen, indem Sie billige Handheld Geräte kaufen. Testen Sie diese Geräte in Ihrer Umgebung auf Datenübertragung und Roamingverhalten. Auch hier gilt – wer billig kauft kauft meistens zwei Mal, weil Sie das Geld dann in die teure Fehlersuche investieren müssen oder schlimmer, einen Produktionsausfall verursachen.
Schlussfolgerung: Den Status Quo nicht umstoßen
Die wichtigste Richtlinie für die Installation und Wartung von Wi-Fi in Lagerumgebungen ist es, den Status quo in der Fertigung nicht umzustoßen. Große Änderungen auf einmal sind wegen des Risikos, das sie darstellen, verboten. Statt großer komplexer Änderungen sollten Sie die Änderungen in eine Reihe kleinerer Schritte.
Wenn Sie sich der Herausforderung der Planung, Bereitstellung und Wartung von und Wartung von Wi-Fi in der Fertigungsumgebung stellen, sollten Sie folgende Punkte im Hinterkopf: – Drahtlose Netzwerke sind Teil unternehmenskritischer Prozesse geworden. – Unternehmen können Millionen verlieren, wenn die Produktionslinie stillsteht oder die Logistik unterbrochen wird.
Einige Netzwerke sind über viele Jahre gewachsen, was zu einem uneinheitlichen Design geführt hat, bei dem alte und neue Zugangspunkte miteinander vermischt wurde:
Die eudisa GmbH kann Ihnen in vielfältiger Weise helfen:
Wir beraten Sie in der Auswahl der richtigen Tools
Wir bilden Sie aus und machen Sie zu echten WLAN Profis, die nicht nur Planen und eine Funkausleuchtung durchführen können, sondern auch Fehler in einem WLAN systematisch erkennen, eingrenzen und beseitigen lernen.
Entwerfen Sie zuverlässige WiFi-Netzwerke mit hoher Kapazität
Validierung einer neuen WiFi – Einrichtung oder Optimierung eines bestehenden WiFi-Netzwerks
Analysieren und Beheben von WiFi – Problemen in Echtzeit
Erfahren Sie mehr darüber, wie die eudisa GmbH Sie bei der Entwicklung, Validierung, Analyse, Berichterstattung und Fehlersuche in WiFi – Netzwerken unterstützt.
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