Wer eine Maschinensteuerung programmiert, ein Prüfprotokoll direkt an der Anlage ausfüllt oder eine Störung dokumentiert, braucht dafür ein Gerät, das zwei Dinge gleichzeitig kann: Es muss die passenden Schnittstellen zur Anlage mitbringen, und es muss die Umgebung aushalten, in der Wartung tatsächlich stattfindet – Staub, Sprühwasser, Vibration, wechselnde Temperaturen und Metallstrukturen, die WLAN-Signale schlucken. Dieser Beitrag beschreibt, wie mobile Geräte seriell, per Netzwerk oder drahtlos an Maschinen angebunden werden, welche Robustheit Wartungspersonal auf dem Shopfloor tatsächlich benötigt, wie sich Wartungspläne und Störungsmeldungen direkt an der Anlage erfassen lassen, warum WLAN in Hallen mit Metallregalen ein eigenes Thema ist – und wo Ex-Schutz nötig wird.
Wie mobile Geräte an Maschinen und Anlagen angebunden werden
Für die Anbindung an Maschinensteuerungen und industrielle Anlagen kommen in der Praxis drei Wege infrage: die serielle Schnittstelle, eine feste Netzwerkverbindung und drahtlose Funktechnik. Welcher Weg passt, hängt von der jeweiligen Anlage ab – ältere Maschinensteuerungen sprechen oft noch ausschließlich seriell, neuere Anlagen bieten zusätzlich Netzwerk- oder Funkzugriff.
Serielle Schnittstelle (RS232)
Viele Maschinensteuerungen und industrielle Geräte nutzen die RS232-Schnittstelle bis heute für Programmierung und Überwachung, weil sie eine stabile und einfache Möglichkeit zur Datenübertragung bietet und Technikern erlaubt, Diagnosedaten auszulesen und Software-Updates direkt auf Maschinensteuerungen zu spielen, ohne auf teure Spezialausrüstung angewiesen zu sein. Das RS232-Protokoll überträgt Daten über ein 9- oder 25-poliges Kabel und erlaubt laut der Grundlagenerklärung eine zuverlässige Datenübertragung bis zu einer Entfernung von 20 Metern – ausreichend für die meisten Steuerschränke und Bedienpulte in der Produktion.
Da moderne Notebooks die serielle Schnittstelle kaum noch werkseitig mitbringen, listet die Seite Laptop mit serieller Schnittstelle (RS-232) die Durabook-Modelle mit fest verbautem Anschluss: Das Durabook Z14I trägt zwei RS232-Anschlüsse, das Durabook S15 einen, und beim Durabook S14I lässt sich über eine Media-Bay-Werksoption ein zweiter RS232-Anschluss zusätzlich zum bereits vorhandenen ergänzen. Bei den Tablets ist RS232 dagegen als optionales Erweiterungsmodul gelistet: beim Durabook R11 in Kombination mit RJ45 und einem Smartcard-Combo-Lesegerät, beim Durabook U11I optional (dort schließt sich RS232 mit dem USB-3.2-Typ-A-Anschluss gegenseitig aus) und beim Durabook R8 als Smartcard-Lesegerät mit RS-232/RJ-45 und USB3.2. Wer sich für die technischen Hintergründe der Schnittstelle selbst interessiert – DTE/DCE-Kommunikation, Nullmodem- und Geradkabel, Pinbelegung von DB9 und DB25 – findet das im Beitrag Die RS232-Schnittstelle: Was ist sie? ausführlich erklärt.
Netzwerk
Neuere Maschinensteuerungen und Anlagenkomponenten sind zunehmend über Ethernet erreichbar. Ein RJ45-Anschluss steht im Sortiment dort zur Verfügung, wo er als Teil eines Erweiterungsmoduls mitgeliefert wird – etwa beim Durabook R11 im bereits genannten Kombimodul mit RS232 und Smartcard-Leser oder beim Durabook R8 im Modul mit RS-232/RJ-45 und USB3.2. Für Geräte mit Docking-Anschluss lässt sich eine feste Netzwerkanbindung zusätzlich über eine Dockingstation am Arbeitsplatz oder im Wartungsbüro herstellen, während das Gerät selbst mobil an der Anlage bleibt.
Drahtlose Anbindung
Für die drahtlose Anbindung nennt die Branchenseite Industrie ausdrücklich RS232, Bluetooth, LTE, GPS und Barcode-Reader als optionale Schnittstellen, über die sich Geräte im industriellen Umfeld anbinden lassen. Bluetooth kommt dabei vor allem für kurze Distanzen zu Peripherie wie Scannern oder Messgeräten zum Einsatz, LTE für die Anbindung an übergeordnete Systeme außerhalb des eigenen WLANs, etwa wenn Störungsmeldungen an ein zentrales Wartungssystem außerhalb der Halle übertragen werden sollen. Welche WLAN-Generation ein Gerät für die Anbindung innerhalb der Halle trägt, ist ein eigenes Thema und wird weiter unten separat behandelt.
Warum Wartungsgeräte Öl, Späne, Vibration und Temperaturschwankungen aushalten müssen
Wartungspersonal arbeitet nicht am aufgeräumten Schreibtisch, sondern direkt an der Anlage – mit öligen Händen, in der Nähe von Spänen und unter Vibration, die von laufenden Maschinen ausgeht. Ein Gerät, das dort zuverlässig funktionieren soll, braucht deshalb mehr als ein normales Büro-Notebook. Die Branchenseite Industrie bringt das auf den Punkt: „Auf dem Shopfloor zählen Robustheit, Verfügbarkeit und saubere Integration – nicht bunte Specs“, mit typischen Belastungen aus „Staub/Vibration, wechselnde Temperaturen, Instandhaltung & Prüfprozesse, Dokumentation und Legacy-Peripherie“.
Konkret empfiehlt die Branchenseite für das verarbeitende Gewerbe eine Schutzklasse von IP53 oder höher, die „nicht nur Schutz vor fallendem Sprühwasser, sondern auch vollständigen Schutz vor Staubeintritt sowie Berührung“ gewährleistet. In der Vergleichstabelle Laptops ist das konkret hinterlegt: Das Durabook S14I trägt IP53, das Durabook Z14I IP65, das Durabook S15 und das Durabook S15AB jeweils IP5X. Zusätzlich verfügen S15, S14I und Z14I laut Tabelle über Anschlussabdeckungen, die Steckverbinder vor eindringendem Staub und Sprühwasser schützen – beim Durabook S15AB ist diese Zeile nicht ausgewiesen.
Gegen Vibration und Stöße, wie sie in der Nähe laufender Maschinen auftreten, ist die MIL-STD-810-Zertifizierung relevant. Laut Vergleichstabelle sind Durabook S15, S14I und Z14I nach MIL-STD-810H geprüft, unter anderem gegen „Stürze, Stöße, Vibrationen, Regen, Staub, Höhe, Frost/Tau, hohe/niedrige Temperaturen, Temperaturschock, Feuchtigkeit“; das Durabook S15AB ist nach MIL-STD-810G gegen „Sturz, Schock und Vibration“ geprüft. Beim Fallschutz unterscheiden sich die Modelle: Das Durabook Z14I hält laut Tabelle Stürze bis 180 cm aus, S15 und S14I bis 120 cm, das S15AB bis 90 cm.
Auch der Temperaturbereich ist in der Fertigung relevant, wenn Geräte zwischen kühlen Lagerbereichen, warmen Maschinenräumen oder ungeheizten Hallenteilen wechseln. Für Durabook S15, S14I und Z14I ist laut Vergleichstabelle ein Betriebstemperaturbereich von −20 °C bis 60 °C bestätigt; beim Durabook S15AB ist diese Zeile nicht ausgewiesen. Was dieser Bereich in der Praxis bedeutet – etwa der Unterschied zur Lagertemperatur und die Auswirkung auf den Akku bei Kälte – erklärt der Beitrag Betriebstemperatur: was −20 °C bis 60 °C in der Praxis bedeutet im Detail.
Wartungspläne, Störungsmeldungen und Prüfprotokolle direkt an der Anlage erfassen
Wartungspläne, Störungsmeldungen und Prüfprotokolle lassen sich nur dann direkt an der Anlage erfassen, wenn das Gerät auch mit Handschuhen und in einer Umgebung mit Feuchtigkeit oder Ölfilm auf den Händen bedienbar bleibt. Ein gewöhnliches Touchdisplay ist dafür laut dem Beitrag Touch bei Nässe und mit Handschuhen nicht ohne Weiteres geeignet: Handelsübliche kapazitive Touchscreens sind auf einen nackten, trockenen Finger optimiert, während ein umschaltbarer Handschuh- oder Regenmodus die Erkennung gezielt an diese Bedingungen anpasst. Für die Dateneingabe an der Anlage bedeutet das, dass ein Gerät mit einem entsprechenden Bedienmodus die Erfassung eines Wartungsprotokolls auch dann zuverlässig macht, wenn Techniker Handschuhe tragen oder das Display feucht ist.
Für die eindeutige Identifikation von Maschinen, Bauteilen oder Prüfobjekten stehen Barcode- und RFID-Erfassung zur Verfügung. Der Beitrag Barcode- und RFID-Erfassung: welche Technik wann passt ordnet ein, dass RFID in Umgebungen mit viel Metall – etwa in einer Werkstatt oder einem Maschinenpark – nur eingeschränkt zuverlässig ist, weil metallische Oberflächen die Funksignale von RFID-Tags reflektieren, abschirmen oder stören können. Ein Barcode-Etikett ist von dieser Einschränkung nicht betroffen, solange es optisch lesbar bleibt – ein Grund, warum Barcode-Erfassung in metallreichen Produktionsumgebungen häufig die verlässlichere Wahl ist. Barcode-Leser sind im Sortiment als Werksoption bei mehreren Modellen verfügbar, RFID-Module lassen sich unter anderem bei Durabook S14I, S15, Z14I, R11, R11L und U11I nachrüsten.
Wo Wartungsprotokolle personenbezogen dokumentiert oder Zugriffe kontrolliert nachvollzogen werden müssen, etwa beim Schichtwechsel, kommt zusätzlich ein Smartcard-Leser mit TPM-Chip infrage: TPM 2.0 ist laut den Vergleichstabellen bei den Durabook-Modellen durchgängig vorhanden, ein Smartcard-Leser lässt sich unter anderem beim Durabook R8, R11, R11L und beim Durabook S14I als Erweiterungsmodul beziehungsweise Werksoption ergänzen, wie der Beitrag Smartcard-Leser und TPM: Zugangsschutz im Feldeinsatz beschreibt. Eine Chipkarte lässt sich beim Schichtwechsel einfach entnehmen, wodurch das Gerät sofort gesperrt ist – praktisch, wenn ein Wartungsgerät von wechselndem Personal genutzt wird.
WLAN in Hallen mit Metallregalen: ein eigenes Thema
Ist ein Wartungsgerät über WLAN statt über eine feste Kabelverbindung angebunden, spielt die Umgebung eine größere Rolle, als es auf den ersten Blick scheint. Der Beitrag Wi-Fi 6E und Wi-Fi 7 im industriellen Umfeld beschreibt, dass Regale, Maschinengehäuse, Stahlträger und Rolltore Funksignale reflektieren und dämpfen – das begünstigt Funklöcher und Mehrwegeausbreitung, bei der ein Signal auf mehreren Wegen zeitversetzt beim Empfänger ankommt. Zusätzlich erzeugen Frequenzumrichter, Motoren, Schweißgeräte und andere industrielle Anlagen elektromagnetische Störungen, die insbesondere das stark ausgelastete 2,4-GHz-Band beeinträchtigen können.
Moderne WLAN-Standards begegnen dem mit zusätzlichem Funkspektrum und verbesserter Signalverarbeitung. Laut dem genannten Beitrag trägt das Durabook S14I ebenso wie das Durabook Z14I bereits Wi-Fi 7, das Durabook S15 Wi-Fi 6E, während das Durabook S15AB noch auf der älteren Wireless-AC-Generation (802.11ac) aufbaut. Bei den Tablets führt aktuell das Durabook R10 als einziges Modell Wi-Fi 7, während R11L, R11, U11I und R8 Wi-Fi 6E tragen. Wichtig dabei: Ein Gerät mit neuem WLAN-Standard spielt seine Vorteile nur aus, wenn auch die installierten Access Points in der Halle den jeweiligen Standard unterstützen – sonst verbindet sich auch ein neues Gerät lediglich über das ältere, gemeinsam nutzbare Frequenzband.
Wo Ex-Schutz in der Produktion nötig wird
Nicht jede Produktionsumgebung kommt mit einem gewöhnlichen robusten Gerät aus. Sobald in einem Arbeitsbereich mit dem Auftreten einer explosionsfähigen Gas-, Dampf- oder Staubatmosphäre zu rechnen ist – etwa in der chemischen Verarbeitung, in Lackierbetrieben, in Tanklagern der Öl- und Gasindustrie oder in Mühlen und Silos mit brennbarem Staub –, reicht ein hoher IP- oder MIL-STD-Wert allein nicht aus. Der Beitrag ATEX und Ex-Schutz: wann ein Gerät zonenzertifiziert sein muss erklärt, dass hierfür eine eigene, gesetzlich geregelte Zertifizierung nach ATEX beziehungsweise IECEx erforderlich ist, weil ein elektrisches Gerät selbst zur Zündquelle werden kann – durch einen Funken beim Stecken eines Kabels, durch elektrostatische Aufladung oder durch eine zu heiß werdende Oberfläche.
Im RobustBook-Sortiment stehen dafür eigene Ex-Varianten zur Verfügung. Das Getac EX80 ist laut Produktseite mit „ATEX/IECEX Zone 0/20 und UL913 (Class I/II Division 1)“ zertifiziert und zusätzlich nach MIL-STD-810G und IP67 geprüft. Das Durabook U11I-EX ist laut Produktbeschreibung „ATEX Zone 2/22 zertifiziert“, mit der Ex-Kennzeichnung „Ex II 3G Ex ic IIC T4 Gc“ für den Gas-Bereich und „Ex II 3D Ex ic IIIB T135°C Dc“ für den Staub-Bereich. Das Getac F110-EX trägt laut ATEX-Beitrag eine ATEX- und IECEx-Zertifizierung für Zone 2/22 und ist ausdrücklich für Fachkräfte in der Öl- und Gasförderung, der chemischen Verarbeitung und der pharmazeutischen Produktion ausgewiesen. Für das Durabook R8-EX ist laut demselben Beitrag keine konkrete Zonenangabe hinterlegt, dafür aber eigenes, ATEX-gekennzeichnetes Zubehör wie eine eigene Schutzhülle und Displayschutzfolie.
Welches Gerät für welche Zone tatsächlich zertifiziert ist und welche Zone in der eigenen Produktionsstätte überhaupt vorliegt, lässt sich nur anhand der jeweiligen Produktseite und der betrieblichen Gefährdungsbeurteilung klären – eine pauschale Zuordnung „diese Zone passt zu jenem Gerät“ ist an dieser Stelle bewusst nicht vorgenommen, weil sie sich aus dem eigenen Bestand nicht ableiten lässt. Für Betriebe, die generell auf robuste, staubdichte und spritzwassergeschützte Geräte setzen, ohne dass in der jeweiligen Produktionshalle eine Ex-Zone vorliegt, ist die Übersicht auf Industrie der passende Einstieg in das reguläre Sortiment.
Welche Geräte für Maschinensteuerung und Wartung infrage kommen
Für die tägliche Arbeit an Maschinensteuerungen und bei der Wartung führt die Branchenseite Industrie drei Modelle als Empfehlung: das Durabook U11I Tablet, das Durabook S15 Laptop und das Durabook S14I Laptop – jeweils mit Details zu Display, Prozessor, Arbeitsspeicher, Datenspeicher, Akkulaufzeit und den optionalen Schnittstellen. Für den direkten Vergleich aller technischen Daten – Schutzart, Fallschutz, Anschlüsse, WLAN-Standard, Akku und Temperaturbereich – über die gesamte Modellreihe hinweg liefern die Vergleichstabelle Laptops und die Vergleichstabelle Tablets den vollständigen Überblick. Wer zusätzlich zur seriellen Anbindung mehr über die RS232-Schnittstelle selbst wissen möchte, findet die technischen Grundlagen im Beitrag Die RS232-Schnittstelle: Was ist sie? und die Modellübersicht auf der Seite Laptop mit serieller Schnittstelle (RS-232).
Häufig gestellte Fragen
Braucht jede Maschinensteuerung eine serielle Schnittstelle?
Nicht jede, aber viele ältere und auch aktuell noch im Einsatz befindliche Maschinensteuerungen nutzen RS232 laut dem Beitrag Die RS232-Schnittstelle: Was ist sie? nach wie vor für Programmierung und Überwachung, weil eine komplette Umrüstung auf modernere Schnittstellen mit erheblichem Aufwand verbunden sein kann. Welches Modell die Schnittstelle fest verbaut oder optional nachrüstbar anbietet, zeigt die Seite Laptop mit serieller Schnittstelle (RS-232).
Reicht IP53 für den Einsatz in der Produktion aus?
Laut der Branchenseite Industrie legt RobustBook für das verarbeitende Gewerbe Wert auf eine Schutzklasse von IP53 oder höher, die vollständigen Staubschutz und Schutz vor fallendem Sprühwasser bietet. Ob das für einen konkreten Einsatzort ausreicht oder eine höhere Klasse wie IP65 sinnvoller ist, hängt vom tatsächlichen Belastungsprofil des jeweiligen Arbeitsplatzes ab.
Wann ist ein normales robustes Gerät nicht mehr ausreichend?
Sobald in einem Arbeitsbereich mit einer explosionsfähigen Gas-, Dampf- oder Staubatmosphäre zu rechnen ist, reicht laut dem Beitrag ATEX und Ex-Schutz ein gewöhnliches robustes Gerät nicht mehr aus – hier ist eine eigene Zertifizierung nach ATEX beziehungsweise IECEx erforderlich.
Warum ist WLAN in einer Produktionshalle anders zu planen als im Büro?
Weil Metallregale, Maschinengehäuse und Stahlkonstruktionen Funksignale dämpfen und reflektieren und weil industrielle Störquellen wie Frequenzumrichter oder Motoren zusätzlich stören, wie der Beitrag Wi-Fi 6E und Wi-Fi 7 im industriellen Umfeld beschreibt. Ein moderner WLAN-Standard hilft dabei nur, wenn auch die Access-Point-Infrastruktur in der Halle entsprechend ausgelegt ist.
Fazit
Maschinensteuerung und Wartung in der Produktion stellen zwei unterschiedliche Anforderungen gleichzeitig an ein mobiles Gerät: die passende Schnittstelle zur Anlage – seriell, per Netzwerk oder drahtlos – und eine Bauweise, die Staub, Sprühwasser, Vibration und wechselnde Temperaturen direkt am Einsatzort aushält. Wartungspläne, Störungsmeldungen und Prüfprotokolle lassen sich nur dann zuverlässig direkt an der Anlage erfassen, wenn Touchbedienung, Barcode- oder RFID-Erfassung und Zugangskontrolle zur jeweiligen Arbeitsumgebung passen. WLAN in Hallen mit Metallregalen ist dabei ein eigenes Planungsthema, und sobald eine Ex-Zone vorliegt, ersetzt keine noch so hohe IP-Schutzklasse die eigene ATEX- beziehungsweise IECEx-Zertifizierung. Eine Übersicht über das reguläre robuste Sortiment für die Industrie liefert die Seite Industrie, den vollständigen technischen Vergleich aller Modelle die Vergleichstabelle Laptops und die Vergleichstabelle Tablets.
Bei Fragen zur passenden Ausstattung für Maschinensteuerung und Wartung in Ihrer Produktion unterstützt Sie das RobustBook-Team gerne bei der Auswahl des geeigneten Modells.