Drahtlose Kommunikation in einer modernen Fabrikhalle mit Maschinen, Antennen und industriellen Sensoren, die vernetzt arbeiten. — In der Industrie scheitern Funkverbindungen oft nicht an der Technologie selbst, sondern an der rauen Umgebung. Mit richtiger Planung lassen sich stabile Verbindungen schaffen.

Warum drahtlose Verbindungen in Fabriken so oft scheitern

Wi-Fi, Bluetooth oder 5G funktionieren im Büro meist problemlos — in Produktionshallen jedoch stellen elektromagnetisches Rauschen, Metallstrukturen und industrielle Prozesse besondere Anforderungen an Zuverlässigkeit und Robustheit.

Kurzüberblick

Industrielle Umgebungen unterscheiden sich grundlegend von Büros oder städtischen Räumen. Maschinen, Frequenzumrichter, Stahlbauten und viele gleichzeitig aktive Funkgeräte erzeugen Bedingungen, für die viele Consumer-Funklösungen nicht ausgelegt sind. Das Ergebnis sind Verbindungsabbrüche, erhöhte Latenzen und unvorhersehbare Messfehler — Probleme, die in industriellen Anwendungen direkt zu Produktionsstörungen führen können.

1. Elektromagnetische Störungen (EMI) – der unsichtbare Feind

Frequenzumrichter, Motoren und Leistungskabel erzeugen elektromagnetisches Rauschen in Frequenzbereichen, die auch von Wi-Fi oder Bluetooth genutzt werden. Diese EMI verursacht Signalverluste, Paketverlust und kurzfristige Verbindungsabbrüche. In Sensornetzwerken, die zur Prozessüberwachung eingesetzt werden, kann schon ein sehr kurzer Ausfall kritische Folgen haben.

2. Reflexion und Absorption: Multipath-Effekte durch Metall

Metallische Hallen, Maschinen und Lüftungskanäle reflektieren oder absorbieren Funkwellen. Dadurch entstehen mehrere Ausbreitungswege (Multipath), die zu starken Schwankungen der Empfangsqualität führen. Moderne Techniken wie MIMO (z. B. in Wi-Fi 6E oder 5G) mildern das Problem, können es aber nicht vollständig eliminieren, wenn die Umgebung extrem reflektiv ist.

3. Frequenzüberlastung und regulatorische Grenzen

Die gängigen ISM-Bänder (2,4 GHz, 5 GHz) sind sehr stark belegt: Scanner, Wireless-Terminals, Bürotelefone und Steuergeräte teilen sich dieselben Frequenzen. Diese Überlast führt zu geringeren Datenraten und mehr Retransmissions. Industrielle Ansätze nutzen deshalb oft dedizierte Bänder (z. B. 868 MHz in Europa) oder private 5G-Netze, um Stau zu vermeiden.

4. Ungeeignete Hardware und falsche Netzwerktopologie

Viele Projekte verwenden Consumer-Grade-Module, die keine Abschirmung gegen EMI, keine robusten Antennenanschlüsse und keine Redundanz bieten. Industrieanforderungen verlangen dagegen Komponenten mit IP-Schutzarten, SMA-Antennenanschlüssen, leistungsfähigen Filtersystemen und Mechanismen zur automatischen Kanalwahl.

5. Praktische Lösungen für industrielle Funkverbindungen

Eine erfolgreiche Strategie kombiniert mehrere Maßnahmen:

Hybride Netze: Kabelgebundene Backbones (Ethernet/Profinet) kombiniert mit lokalen Funkzellen.
Edge Computing: Lokale Vorverarbeitung reduziert Latenz-Abhängigkeiten vom Netz.
Dynamic Frequency Selection (DFS): Automatische Kanalwahl bei Störungen.
Dedizierte Bänder & Private 5G: Verringerung von Interferenz durch eigene Frequenzressourcen.
Industrie-grade Module: Robuste Antennen, EMI-Filter und Redundanz-Mechanismen.

Fazit

Drahtlose Kommunikation in Fabriken scheitert nicht, weil Funk grundsätzlich ungeeignet wäre, sondern weil Systeme oft nicht für die rauen, störungsreichen Bedingungen industrieller Umgebungen ausgelegt sind. Durch passende Hardware, durchdachte Topologie, hybride Architekturen und lokale Verarbeitung lässt sich dieselbe Verlässlichkeit erreichen, die man von kabelgebundenen Systemen erwartet.