Industrielle IoT-Monitoring-Dashboards mit ThingsBoard
Individuelle ThingsBoard-Dashboards für Gerätetelemetrie, industrielle Sensormesswerte, Anlagenzustand, Betriebstrends und Alarme.
Projektstatus: In Entwicklung
In vielen Bergwerken beruhen Entscheidungen noch auf Funksprüchen, Schichtberichten und Stichprobenmessungen. Ein Brecherlager fällt ohne Vorwarnung aus, die Disposition schätzt, wo sich die Muldenkipper befinden, und die Wetterverhältnisse in einer Strecke werden in Intervallen von Hand geprüft. Smart Mining schließt diese Lücken mit kontinuierlichen Daten aus Maschinen, Fahrzeugen und Grubenumgebung.
Ich verbinde über zehn Jahre Erfahrung in IT- und Netzwerkinfrastruktur, unter anderem im Bergbau, mit einem Masterstudium in IoT Engineering an der Hochschule Nordhausen. Als Berater und Ingenieur unterstütze ich Sie bei Bestandsaufnahme, Architekturentwurf und Umsetzung, vom ersten Sensor bis zum Leitstand-Dashboard.
Herausforderungen der Branche
Funkversorgung im Gebirge
Gestein dämpft Funksignale stark, und das Netz muss dem Abbaufortschritt auf Sohlen, Strossen und Fahrwegen folgen.
Ungeplante Stillstände
Fällt ein Bandantrieb, ein Brecher oder eine Wasserhaltungspumpe aus, steht oft die gesamte Prozesskette, obwohl sich der Schaden vorher angekündigt hat.
Sicherheit unter Tage
Gefährliche Gase, schwere Fahrzeuge und fehlende Kenntnis über den Aufenthaltsort von Personen erschweren die Reaktion im Ereignisfall.
Datensilos der Hersteller
Jeder Maschinenhersteller liefert sein eigenes Telematikportal, wodurch Informationen über denselben Betrieb verstreut bleiben.
Raue Einsatzbedingungen
Staub, Feuchtigkeit, Vibration und Temperaturschwankungen verkürzen die Lebensdauer von Sensorik, wenn Auswahl und Montage nicht passen.
Technische Lösungsbausteine
Zustandsüberwachung von Anlagen
Schwingungs-, Temperatur- und Strommessung an Antrieben, Getrieben, Pumpen und Brechern zur frühzeitigen Erkennung von Verschleiß.
Telemetrie für Muldenkipper und Flotte
Position, Lade- und Kippvorgänge, Betriebsstunden und Maschinenstatus machen den Förderzyklus transparent.
Konzepte zur Kollisionswarnung
Näherungswarnsysteme auf Basis von UWB, BLE oder GNSS als zusätzliche Schutzebene neben bestehenden Sicherheitsregeln.
Personenortung und vernetzte PSA
Zonenbasierte Ortung, vernetzte Kopflampen oder Tags und tragbare Gaswarngeräte, die Alarme an Träger und Leitstand melden.
Wetter- und Umgebungsüberwachung
Kontinuierliche Messung von Gasen, Temperatur, Feuchte, Staub und Wettermenge als Grundlage für Bewetterungsentscheidungen.
Grubennetz und Leitstand-Dashboards
Mehrschichtiges Netz aus Glasfaser, Industrie-WLAN oder Mesh und LPWAN, zusammengeführt in ThingsBoard Dashboards.
Vorgehen in einem Smart-Mining-Projekt
Annahmen vom Schreibtisch halten der Realität unter Tage selten lange stand. Deshalb gehe ich in kurzen, überprüfbaren Schritten vor:
- Bestandsaufnahme vor Ort: Gewinnung, Förderung und Aufbereitung verstehen, kritische Anlagen erfassen, vorhandenes Netz prüfen und Versorgungslücken kartieren.
- Anwendungsfälle festlegen: zwei bis drei Themen mit dem größten betrieblichen oder sicherheitlichen Nutzen auswählen und klären, welche Daten in welchem Takt für wen benötigt werden.
- Architekturentwurf: Sensorik, Edge-Gateways, Kommunikationsnetz und Datenplattform auswählen, bevorzugt auf Basis offener Standards wie MQTT.
- Pilot im Betrieb: eine Anlage oder einen Grubenbereich ausrüsten und Verbindungsqualität, Robustheit der Hardware und Nutzen des Dashboards für die Schicht bewerten.
- Ausbau und Betrieb: stufenweise erweitern, Alarmverantwortung festlegen, dokumentieren und Wissen an das technische Personal übergeben.
Netzinfrastruktur als Fundament
Ein Sensor ohne zuverlässige Verbindung liefert keinen Nutzen. Bei der Planung eines Grubennetzes trenne ich üblicherweise vier Ebenen:
- Backbone: Glasfaser oder Richtfunk zwischen Leitstand, Werkstätten und Mundlöchern.
- Breitbandiger Zugang: Industrie-WLAN oder Mesh für Fahrzeuge und datenintensive Anlagen.
- Stromsparender Zugang: LoRaWAN oder ein vergleichbares LPWAN für batteriebetriebene Umgebungssensoren; ob eigene Gateways oder ein externer Netzbetreiber, wird je Projekt entschieden.
- Edge-Ebene: Gateways, die Daten bei Verbindungsabbrüchen puffern und lokale Logik ausführen.
Grundlagen dazu finden Sie in den Beiträgen Was ist Smart Mining? und MQTT im industriellen IoT.
Vom Messwert zur Entscheidung im Leitstand
Ziel ist ein Dashboard, auf dem die Schichtleitung in Sekunden erkennt, wo Handlungsbedarf besteht. Dazu werden Alarme nach Dringlichkeit priorisiert, getrennte Ansichten für Betrieb, Instandhaltung, Arbeitssicherheit und Management aufgebaut und Verlaufsdaten für Ursachenanalysen und Planung gespeichert.
Ebenso wichtig ist der Betrieb nach der Inbetriebnahme. Sensoren driften, Batterien entladen sich und das Grubengebäude verändert sich laufend. Gemeinsam mit dem Team vor Ort lege ich daher fest, wer den Gerätezustand prüft, wie neue Abbaubereiche in das Netz aufgenommen werden und in welchem Rhythmus Alarmgrenzen überprüft werden. Ein System, das niemand pflegt, verliert schnell das Vertrauen seiner Nutzer.
Häufige Fragen
Müssen dafür vorhandene Maschinen ersetzt werden?
In der Regel nicht. Meist werden Sensoren und Gateways an Bestandsmaschinen nachgerüstet und vorhandene Steuerungen ausgelesen. Ein Austausch ist nur sinnvoll, wenn eine Nachrüstung technisch oder wirtschaftlich nicht vertretbar ist.
Wie gelangen Daten ohne Mobilfunk aus dem Untertagebereich?
Üblich ist eine Kombination aus Glasfaser-Backbone, Funk- oder Mesh-Zugangspunkten in den Strecken und einem stromsparenden Funknetz für batteriebetriebene Sensoren. Die passende Mischung hängt von Grubengeometrie, Abbauplanung und vorhandener Infrastruktur ab.
Womit sollte man anfangen?
Mit einem konkreten, teuren Problem, etwa der Überwachung des Vorbrechers oder eines Hauptbandes. Ein kleiner Pilot zeigt, wie Netz, Sensorik und Dashboard unter realen Bedingungen funktionieren.
Ersetzen solche Systeme zugelassene Sicherheitstechnik?
Nein. Sie ergänzen zugelassene Sicherheitstechnik und betriebliche Regeln um Information und Auswertung, ersetzen sie aber nicht.
