Die Losyco GmbH, Bielefeld, ist ein international agierender Anbieter von Schwerlast-Fördertechnik. Von einem großen deutschen Automobilhersteller hatte Losyco den Auftrag erhalten, eine Produktionslinie mit 23 mobilen Plattformen umzusetzen. Um diese zuverlässig an die zentrale Steuerung des Fertigungssystems anzuschließen, benötigte der Spezialist für industriellen Materialfluss eine Funklösung, die neben Steuerdaten auch kritische Safety-Daten mit konsequent geringer Latenz innerhalb strenger Timeouts übertragen kann. Bei fünfeinhalb Funksysteme beziehungsweise „BlitzFunk“, dem Echtzeit-WLAN für die Industrie wurde Losyco fündig.
Für den Auftrag des Automobilproduzenten wurden Rail-Guided Vehicles (RGVs) eingesetzt, die auf Schienen jeweils ein zu fertigendes Fahrzeug durch verschiedene Bearbeitungstakte transportieren. In jedem Takt geht ein definierter Produktionsschritt vonstatten. Die Echtzeitfähigkeit des hierfür eingesetzten Funksystems ist essenziell, da nicht nur alle Steuerungs- und Sensordaten des Fertigungsprozesses übertragen werden müssen, sondern auch die Safety-Daten (PROFIsafe): Da sich die RGVs ihren Arbeitsbereich mit Menschen teilen, sah das Safety-Konzept einen zentralen Nothalt aller RGVs innerhalb von 200 ms vor.
Warum herkömmliches WLAN in der Produktion scheitert
„Normales WLAN ist dafür nicht gemacht. Safety-Daten müssen immer rechtzeitig ankommen – sonst stoppt die Produktion, und die Werker müssen manuell quittieren. Das gilt es unbedingt zu vermeiden“, erklärt Jochen Heidbrink, Projektleiter bei Losyco. „Bei anderen Anbietern kam es immer wieder zu ungewollten Stillständen, vor allem beim Roaming – und das braucht es bei so großen Fertigungsflächen wie unserer immer“, so Heidbrink weiter.
Bei herkömmlichen WLAN ist der Client jeweils mit genau einem Access Point verbunden. Bevor er dessen Reichweite verlässt, muss er sich mit dem nächsten Access Point verbinden. Das heißt, dass die Verbindung zum ersten Access Point ab- und zum nächsten wieder aufgebaut wird. „Manche Anbieter haben den langsamen Roaming-Prozess von WLAN zwar verbessert, aber es gibt trotzdem kurze Aussetzer. Das war für uns nicht akzeptabel“, so Heidbrink.
Um Roaming-Probleme zu vermeiden, wird normalerweise eine langwierige Funkplanung gemacht, um die Anzahl der Übergänge zwischen Access Points zu minimieren und möglichst planbar zu gestalten. Häufig kommen dafür auch Leckwellenleiter zum Einsatz – spezielle, strahlende Kabel, die entlang der abzudeckenden Strecke verlegt werden. Dafür sind in der Regel Bodenarbeiten nötig, was das Budget in die Höhe treibt, und Zeit kostet.
Produktionslinie der mobilen Plattformen / RGVs
Latenzfreies Roaming ohne Unterbrechung
„BlitzFunk“ der fünfeinhalb Funksysteme GmbH, einem Start-up aus Dresden, funktioniert anders: Es ist ein Echtzeit-WLAN für die OT (Operational Technology), bei dem sich die Access Points koordinieren und somit latenzfreies Roaming sicherstellen. Da das Roaming in diesem System keinerlei negative Auswirkungen hat, sind Überlappungen zwischen Access Points kein Problem und der Aufwand für die aufwendige Funknetzplanung reduziert sich um ein Vielfaches. BlitzFunk sichert eine schnelle Datenübertragung mit vorhersagbar kurzer Verzögerung im Millisekundenbereich, selbst bei vielen gleichzeitig verbundenen mobilen Geräten. Die maximale Einweglatenz mit einem Gerät beträgt 4 ms, für jedes weitere kommen 2 ms dazu. Diese Garantie gilt im Gegensatz zu anderen Lösungen auch für den Roaming-Fall, was anspruchsvolle Steuerungen in Echtzeit auch für mobile Produktionssysteme ermöglicht.
„Nachdem wir im November 2024 auf fünfeinhalb aufmerksam geworden sind, dauerte es keine 24 Stunden bis zur Projektbesprechung per Video und keine sechs Tage, bis die Funkprofis beim Kunden waren. Die Lösung wurde eindrucksvoll demonstriert und alle Fragen fundiert beantwortet, besser hätte es nicht laufen können“, erinnert sich Heidbrink. „Wir durften Leihgeräte kostenfrei behalten, um eigene Tests durchzuführen. Und fünfeinhalb Funksysteme gab uns von Anfang an eine vertraglich zugesicherte Funktionsgarantie: Innerhalb eines Jahres hätten wir jederzeit die Möglichkeit gehabt, unseren Kauf rückabzuwickeln“, so Heidbrink.
Der BlitzFunk Client ermöglicht Echtzeit-WLAN
Ausfallsicherheit in anspruchsvollen Industrie-Umgebungen
In der Fertigungsstraße des Automobilherstellers gibt es einen Lichttunnel mit vielen Stahlelementen sowie einen Schallschutzraum, in dem sehr laute Arbeiten stattfinden. Die Tore zu diesem Raum gehen zwischen den Fertigungstakten auf, das nächste Fahrzeug fährt ein, und für die Bearbeitung schließen sich die Türen. Das sind für klassische WLAN-Systeme schwierige Bedingungen, die mit BlitzFunk keine Schwierigkeit mehr darstellen. BlitzFunk kombiniert mehrere Frequenzen und Antennen, um auch unter widrigen Funkbedingungen stabil übertragen zu können. Das latenzfreie Roaming ermöglicht eine beliebig dichte Platzierung von Access Points, sodass selbst beim Ausfall eines Access Points die Anlage nicht beeinträchtigt wird.
Schnelle Installation ohne Funkfeldplanung
Entlang der Produktionslinie bei Losyco wurden zwölf Access Points installiert – ganz ohne aufwendige Funkfeldplanung. Statt Simulationen und Messkampagnen genügte es, die Access Points an frei gewählten, möglichst unverdeckten Positionen zu montieren und dabei offensichtliche Hindernisse wie metallische Abschirmungen zu vermeiden. Die maximale Einweglatenz in der Installation beträgt 48 ms, auch wenn alle 23 Plattformen gleichzeitig Daten austauschen und sich zwischen den Access Points bewegen.
„In unseren Tests konnten wir die ganze Fertigungsstraße mit acht Access Points problemlos abdecken. Für maximale Ausfallsicherheit haben wir dann aber zwölf Access Points installiert, um kritische Orte wie den Lichttunnel und den Schallschutzraum noch besser auszuleuchten“, erinnert sich Heidbrink. Für die Installation hatte Losyco aufgrund der Erfahrungen mit anderen Systemen in der Vergangenheit zwei Tage mit den Funk-Experten gebucht. „Wir waren erst skeptisch, ob zwei Tage reichen. Am Ende war das Funksystem in nur zwei Stunden in der ganzen Halle installiert, den Rest der Zeit nutzten wir für Tests. Im Nachhinein weiß ich, dass wir als Maschinenbauer die Installation und Inbetriebnahme auch selbst hätten durchführen können“, so Heidbrink.
Sicherheit und volle Kontrolle
Losyco konnte sofort mit dem neuen Funknetz arbeiten. Das testweise Ausschalten von Access Points während des Betriebs hat die Kommunikation erst nach dem vierten von zwölf Access Points beeinträchtigt. Als weiterer Test wurde die Datenmenge pro Nachricht um den Faktor 4 auf über 500 Byte erhöht, was ebenfalls problemlos funktionierte. „Dass die Anwendung so reibungslos läuft, ist wirklich gut. Aber dann auch noch so viel Reserve zu haben, ist noch viel besser und lässt uns ruhig schlafen“, sagt Heidbrink.
Ein Pluspunkt von BlitzFunk ist außerdem das eingebaute Monitoring, mithilfe dessen sich das Funksystem als Fehlerquelle eindeutig identifizieren (z.B. bei Überlastung) oder ausschließen lässt. Nicht zuletzt punktet die Lösung auch in Bezug auf Security mit geräteindividueller, quantensicherer Verschlüsselung und Authentifizierung.
Losyco hat mit BlitzFunk ein stabiles Funksystem mit garantierter Performance und vielen unterstützten WLAN-Frequenzen für seinen Werkzeugkasten gewonnen. Das System verhält sich wie ein verteilter Ethernet-Switch und funktioniert damit praktisch plug & play mit allen Ethernet-basierten Protokollen. Auch wenn BlitzFunk eine proprietäre Funkschnittstelle nutzt, ist aufgrund der standardisierten Ethernet-Schnittstelle ein Umstieg auf ein anderes WLAN möglich. „Die Option zu haben, dass wir mit Abstrichen notfalls auch auf einen anderen Hersteller zurückgreifen können, hat die Entscheidung zugunsten der jungen Firma auf jeden Fall leichter gemacht“, erklärt Heidbrink und ergänzt: „Zudem haben wir mit fünfeinhalb Funksysteme einen Partner aus Deutschland an der Seite, der schnell erreichbar und im gleichen Rechts- und Kulturraum wie wir verortet ist. Das hat das Vertrauen zusätzlich gestärkt und die Entscheidung erleichtert.“
Text/ Fotos: Losyco
