Bei vielen industriellen Datenerfassungsprojekten wird die Verkabelung schnell zu einem der größten versteckten Kostenfaktoren.
Es ist ein häufiges Szenario: Von entfernten Geräten wird nur eine geringe Datenmenge benötigt, doch die Entfernung zwischen den Standorten macht die herkömmliche Verkabelung teuer und langsam in der Umsetzung. In Industrieparks, auf landwirtschaftlichen Flächen, in alten Anlagen oder an anderen verstreuten Standorten kann die Verlegung von Kabeln das Projekt leicht verkomplizieren, den Zeitplan verlängern und den langfristigen Wartungsaufwand erhöhen.
Bei der Erweiterung industrieller Systeme stellt sich oft eine Frage:
Wie können zuverlässige Industriedaten über große Entfernungen gesammelt werden, ohne auf eine umfangreiche Verkabelung angewiesen zu sein?
Für viele verteilte industrielle Szenarien, LoRa (Drahtlose Kommunikation mit großer Reichweite) bietet eine praktische Lösung.
LoRa als praktische Option für die industrielle Kommunikation mit großer Reichweite
LoRa ist eine drahtlose Technologie mit geringem Stromverbrauch und großer Reichweite, die für die Kommunikation über große Entfernungen mit kleinen Datenmengen entwickelt wurde. Im Gegensatz zu herkömmlichen kabelgebundenen Lösungen oder drahtlosen Technologien mit hoher Bandbreite legt LoRa den Schwerpunkt auf Stabilität, Abdeckung und Effizienz statt auf Geschwindigkeit.
In offenen Gebieten kann die LoRa-Kommunikation mehrere Kilometer weit reichen. In komplexeren industriellen Umgebungen mit Gebäuden, Maschinen und elektromagnetischen Störungen sind die Übertragungsdistanzen kürzer, aber immer noch ausreichend für die meisten Layouts, in denen die Geräte weit verteilt sind.
Nach unseren Beobachtungen bei mehreren Einsätzen können schon wenige Kilometer zuverlässige drahtlose Verbindung die Installation erheblich vereinfachen und die Kosten senken.
Der Hauptvorteil von LoRa ist nicht nur seine Reichweite, sondern auch die Minimierung der physischen Infrastruktur. Weniger Kabel bedeuten eine schnellere Bereitstellung, weniger potenzielle Fehlerpunkte und eine einfachere langfristige Wartung.
Von drahtlosen Verbindungen zu einem kompletten industriellen Datensystem
Die drahtlose Kommunikation allein löst das Problem nicht vollständig. Es müssen immer noch Daten von Feldgeräten gesammelt, bei Bedarf lokal verarbeitet und sicher in übergeordnete Systeme integriert werden.
In vielen Fällen wird ein industrielles LoRa-Edge-Gateway, wie zum Beispiel das EG2000, fungiert als zentraler Knotenpunkt. Das Gateway dient als Brücke zwischen Feldgeräten und IT-Systemen und unterstützt gängige Industrieprotokolle wie Modbus RTU/TCP, MQTT und OPC, die eine nahtlose Kommunikation mit PLCs, Zählern und Sensoren ermöglicht.
Die Edge-Processing-Funktionen verbessern die Systemeffizienz. Einfache Filterung, Logikausführung und Protokollkonvertierung können lokal durchgeführt werden, wodurch unnötiger Datenverkehr in der Cloud reduziert und die Reaktionszeiten verbessert werden. Durch diesen Ansatz bleibt das System flexibel, ohne unnötige Komplexität hinzuzufügen.
In der Regel sind die dezentralen LoRa-Endgeräte über RS485-Schnittstellen mit der Feldausrüstung verbunden. Die Daten werden drahtlos an das Gateway übertragen und dann über Ethernet oder Mobilfunknetze an Cloud-Plattformen oder Überwachungssysteme weitergeleitet. Unserer Erfahrung nach funktioniert diese Einrichtung sowohl bei temporären als auch bei permanenten Einsätzen zuverlässig.
Den wahren Wert hinter “8 Kilometern” verstehen”
Die Kommunikationsreichweite wird oft als eine einzige Zahl ausgedrückt, aber ihre praktischen Auswirkungen sind in realen Einsätzen viel bedeutender.
1) Geringere Kosten für die Verkabelung
Die Verlängerung von Glasfaserkabeln oder Ethernet über große Entfernungen erfordert nicht nur Kabelmaterial, sondern auch die Verlegung von Gräben, Schutzmaßnahmen und Arbeit. LoRa-basierte Architekturen können den Infrastrukturbedarf erheblich reduzieren.
2) Schnellere Bereitstellung und einfachere Erweiterung
Drahtlose Knoten können ohne Bauarbeiten installiert oder verlegt werden, was besonders bei vorübergehenden Installationen oder schrittweisen Erweiterungen von Vorteil ist.
3) Geringerer Wartungsaufwand
Weniger physische Verbindungen bedeuten weniger Fehlerpunkte, was den langfristigen Betrieb und die Wartung vereinfacht.
Während in offenen Bereichen Entfernungen von bis zu 8 Kilometern erreicht werden können, ist in industriellen Umgebungen in der Regel eine konservativere Planung erforderlich. Eine stabile Kommunikation innerhalb kürzerer Entfernungen erfüllt in der Regel die Anforderungen der meisten verteilten Systeme.
Typische Anwendung: Verteilte Bewässerung und Fernsteuerung
Ein häufiges Szenario ist die groß angelegte landwirtschaftliche Bewässerung, bei der Kontrollpunkte wie Ventile und Pumpstationen über weite Gebiete verteilt sind.
Herkömmliche kabelgebundene Lösungen erfordern Kommunikationsleitungen von einem zentralen Kontrollraum zu jedem entfernten Standort, was oft zu hohen Installationskosten führt. Ein LoRa-basiertes System ermöglicht die drahtlose Kommunikation eines zentralen Gateways mit mehreren entfernten Knotenpunkten. Betriebsdaten und Steuerbefehle werden zuverlässig übertragen, während das Gateway die Integration mit Cloud-Plattformen zur Überwachung und Verwaltung übernimmt.
In der Praxis senkt dieser Ansatz nicht nur die Einführungskosten, sondern macht auch künftige Systemerweiterungen einfacher. Bei mehreren Projekten haben wir festgestellt, dass der Unterschied in der Einrichtungszeit und Flexibilität dramatisch sein kann.
Häufig gestellte Fragen
1. kann LoRa eine Kommunikation über große Entfernungen in realen industriellen Umgebungen erreichen?
Ja, allerdings hängt die effektive Reichweite von Hindernissen, Interferenzen und dem Standortlayout ab. In offenen Gebieten sind größere Entfernungen möglich, während in Industriegebieten in der Regel stabile Verbindungen über kürzere Entfernungen bestehen.
2. wie ist LoRa im Vergleich zu 4G oder Wi-Fi?
LoRa ist für niedrige Datenraten über große Entfernungen optimiert. Mobilfunk und Wi-Fi sind besser für hohe Bandbreiten oder große Datenmengen geeignet.
3. wird die lokale Datenverarbeitung unterstützt?
Ja. Industrielle Edge-Gateways übernehmen die lokale Verarbeitung, Logikausführung und Protokollkonvertierung, wodurch die Cloud-Belastung verringert und die Reaktionsfähigkeit verbessert wird.
Schlussfolgerung
LoRa soll die kabelgebundene Kommunikation nicht ersetzen, sondern dort ergänzen, wo eine Verkabelung teuer, unpraktisch oder schwierig zu warten ist.
Durch die Kombination von drahtloser Kommunikation mit großer Reichweite und industriellen Edge-Gateways können verteilte Systeme Daten effizient erfassen und verarbeiten, ohne die Komplexität der Infrastruktur zu erhöhen. Dieser Ansatz bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Flexibilität, Skalierbarkeit und langfristiger Zuverlässigkeit und ist damit eine praktische Wahl für viele industrielle Datenerfassungsprojekte.
