Mein Angebot für Landwirte
- Strukturierte Netzwerkverkabelung auf dem Hof und im Stall
- Planung und Aufbau von Videoüberwachungsanlagen
- Stalltauglich untergebrachte Hardware (geschützt vor Schmutz, Feuchtigkeit und Ungeziefer)
- Kostenlose und unverbindliche Besichtigung und Beratung vor verkabelungs- und netzwerkrelevanten Bau- und Umbaumaßnahmen (z.B. Melkroboter, Anbauten)
Die Frage im Artikeltitel kann man definitiv bejahen, Computer und Netzwerke gibt es im modernen Stall zur Genüge. Ich habe kürzlich zwei Kundenprojekte in Kuhställen abgeschlossen (Videoüberwachung und Netzwerkverkabelung) und möchte schildern, was speziell im Kuhstall an IT gebraucht wird, wie sie typischerweise aussieht und wie ich im konkreten Fall die Situation verbessern konnte.
Computerservice Graßler in luftiger Höhe: Verkabeln und Installation einer Kamera über der Abkalbebox.
Technik und Vernetzung im modernen Kuhstall
Das größte und auffälligste Stück Technik in vielen modernen Milchviehbetrieben ist zweifellos der Melkroboter. Eine solche Maschine, wie sie zum Beispiel in diesem Video zu sehen ist, nimmt dem Bauern den Großteil der mühsamen Melkarbeit ab: Jede Kuh trägt einen Transponder, der sie gegenüber dem Melkroboter identifiziert und begibt sich selbstständig zum Melken. Der Melkroboter regelt den Zugang zum Melkbereich über ein Schleusensystem, dockt die Melkmaschine automatisch am Euter der Kuh an und erhebt nach jedem Melkvorgang Statistiken über die Milchleistung einer jeden Kuh. Damit all das funktioniert braucht es neben Infrastruktur wie Druckluft- und Wasserversorgung auch einiges an Mess-, Steuer- und Regeltechnik, die via Netzwerk von einem Computer aus bedient und ausgelesen wird.
Neben dem Melkroboter gibt es oft auch Futterbänder oder Futterschieberoboter, Lüftungssysteme, automatische Mistschieber und allerlei Telemetrie zur Überwachung von Luftgüte und Temperatur. Häufig tragen die Dächer von Ställen auch Photovoltaikanlagen mit eigener Steuerungs- und Telemetrietechnik. Viele dieser Systeme sind per WLAN oder ein verkabeltes Netzwerk steuer- und auslesbar.
Der Betrieb eines modernen Stalls geht auch mit viel Bürokratie einher, die oft über Internetportale stattfindet. Ein Computerarbeitsplatz mit Internetzugang findet sich daher ebenfalls in den meisten Ställen.
Eine Entwicklung, die zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist die Videoüberwachung: Ställe, insbesondere neu gebaute Ställe, innerhalb der Ortschaft werden selten. Viele Bauern entscheiden sich für Neubauten im Aussenbereich, und wohnen auch nicht mehr notwendigerweise neben ihrem Stall. Um das Vieh trotzdem im Blick behalten zu können, greifen sie oft auf Überwachungskameras mit Internetanbindung zurück.
Gewachsene Strukturen
Alles, was mit dieser Technik an Computer- und Netzwerkinfrastruktur im Stall Einzug hielt, kam in aller Regel nicht von heute auf morgen. Zuerst war es vielleicht nur ein Computer zur Steuerung des Melkroboters und für Schreibarbeit. Irgendwann wurde Internetzugang benötigt. Später dann Überwachungskameras, oft bunt gemischte Einzelkameras von verschiedenen Herstellern. Wie in anderen Bereichen auch wird der Hardwarestapel im Stall dann mit der Zeit immer größer und unübersichtlicher. Auch das stalltypische Ungeziefer wächst hierbei mit - unübersichtliche Kabelnester und die Abwärme dicht gestapelter Technik bilden eine ideale Umgebung für Mäuse und Insekten. Das muss allerdings nicht sein: Wandmontage, IP-geschützte Gehäuse und strukturierte Verkabelung schützen die empfindliche Technik vor feuchter, ammoniakhaltiger Stallatmosphäre, halten Tisch- und Regalflächen frei und reduzieren die Angriffsfläche für Schädlinge und Schmutz erheblich. Im Folgenden möchte ich zwei kürzlich abgeschlossene IT-Baustellen in Ställen vorstellen: Der Aufbau einer Videoüberwachungsanlage in einem Stall und die Runderneuerung gewachsener Netzwerkverkabelung im anderen.
Videoüberwachungssystem im Stall: Monitor, Netzwerkvideorekorder, VPN-Gateway und Patchpanel
Fallstudie 1: Videoüberwachung
Videoüberwachung in der Abkalbebox
In diesem Betrieb gab es bereits eine Videoüberwachungsanlage mit WLAN-basierten Kameras, die nicht immer zuverlässig funktionierte und insbesondere nicht von aussen erreichbar war. Diese Anlage habe ich durch eine neue Anlage mit kabelgebundenen Kameras ersetzt.
Zentrale
Herzstück ist die wandmontierte Zentrale im Stallbüro. An einem Patchpanel (P) sind die CAT7-Kabel zu den Kameras (K) terminiert. Über ein Bündel kurzer Patchkabel ist das Patchpanel mit dem Netzwerkvideorekorder (R) verbunden. Für die Internetanbindung sorgt ein VPN-Router (V). Dieser agiert als Firewall für den Netzwerkvideorekorder und ermöglicht über die verschlüsselte VPN-Verbindung eine sichere Internet-Fernüberwachung vom Laptop und Smartphone des Landwirts aus.
Power over Ethernet: Stromversorgung über das Netzwerkkabel
Der Netzwerkvideorekorder versorgt die Kameras durch PoE (Power over Ethernet) mit Strom - zusätzliche Steckernetzteile an den Kameras werden nicht benötigt. Diesen Typ Kameras bevorzuge ich beim Aufbau neuer Überwachungssysteme und auch bei Erweiterungen im Bestand. Da die Kameras über das Netzwerkkabel mit Strom versorgt werden, wird keine Stromversorgung am - in der Regel hoch gelegenen - Aufstellort der Kamera benötigt. Das reduziert den Verkabelungsaufwand und wirkt sich auch auf Brandschutz und Ausfallsicherheit positiv aus:
Warum keine Steckernetzteile am Kamerastandort?
Im Fehler-/Brandfall ist der ebenerdig gelegene Netzwerkvideorekorder schnell zu erreichen, leicht von der Stromversorgung zu trennen und gegebenenfalls zu löschen. Ein in 6 Metern Höhe angestecktes Steckernetzteil ist in dieser Hinsicht sehr viel problematischer! Ausserdem kann die kameraseitige Netzwerkverbindung problemlos zugentlastet innerhalb der IP67-geschützten Kameradose hergestellt werden. Dies ist eine deutlich robustere und besser vor Staub und Schmutz geschützte Verbindung als ein Steckernetzteil an einer einfachen Feuchtraumsteckdose.
Alles im Blick: verschiedene Kameras im Stall
Die Hardware im Stallbüro ist in diesem Fall nur wandmontiert, und nicht in IP-geschützten Gehäusen untergebracht (anders als die Kameras im Stallbereich selbst). Da es sich um einen Aussenklimastall mit Durchzugsbelüftung handelt und die bereits existierende Hardware sich schon seit 2014 ohne Ausfälle gut gehalten hat, halte ich das vertretbar - nicht zuletzt auch angesichts der recht beengten Platzverhältnisse. Sollte sich dennoch herausstellen, dass ein IP-geschützter Schaltschrank benötigt wird, ließe sich dieser jedoch nachträglich installieren. Die CAT7-Kabel sind selbstverständlich mit reichlich Reserve verlegt, so dass man die Hardware im Falle eines Falles ohne Neuverlegung von Kabeln in einen IP-geschützten Wandschrank umziehen könnte.
IP55-geschützter Netzwerkschrank: Kabelverschraubungen und Durchführungsbuchsen halten Mäuse und Fliegen draussen.
Fallstudie 2: Bestandsnetzwerk aufräumen
Im zweiten Betrieb war ein IP-geschützter Wandschrank auch im Stallbüro klar vonnöten, zum einen aufgrund der anderen Lüftungssituation (kein direkter Durchzug, nur Fenster), zum anderen aufgrund von lange gewachsenen Strukturen wie eingangs erwähnt.
Als ich gebeten wurde, mir die Bestandsverkabelung anzusehen und soweit möglich aufzuräumen war sofort klar, dass die Masse an vorhandener Hardware nicht anders unterzubringen war.
Ausgangssituation
Ich habe leider versäumt, Bilder von der Ausgangssituation zu machen, aber ich werde versuchen sie so gut wie möglich zu beschreiben. Im Stallbüro befinden sich unter anderem die folgenden Geräte:
- Strom-Hauptverteiler, Hausanschlusskasten mit Panzersicherungen und mehrere Wechselrichter für die PV-Anlage
- Ein PC zur Steuerung des Melkroboters und für Bürotätigkeiten
- Ein Netzwerkdrucker auf einem separaten Rolltisch
- Das separate Melkroboter-Netzwerk bestehend aus einem Firewall-Router, einem Switch, zwei vernetzten Controllern und einer Antenne für funkgesteuerte Geräte
- Ein Modem für automatisierte Status-Anrufe des Melkroboters
- Ein Router für den Internetzugang, ein Switch, und diverse Kabel zu Kameras im Stall
All diese Hardware war über den kompletten Raum verteilt und sowohl über Kabelkanäle als auch auf den Tischen liegende Kabel miteinander verbunden - so wie sie nach und nach aufgestellt wurde. Erschwerend kam hinzu, dass sich die Telefondose für den Internetzugang und sämtliche Computer- und Netzwerkhardware auf entgegengesetzten Raumseiten befanden. Auch wenn sich verschiedene Installateure sichtlich Mühe gegeben hatten, die jeweilige Ausbaustufe sauber zu verlegen, war im Laufe der Zeit doch eine recht unübersichtliche Installation zustandegekommen.
Ich beschloss, die Situation in meiner üblichen zweiphasigen Vorgehensweise durch Aufbau soweit möglich paralleler Infrastruktur und anschliessender Migration auf diese Parallelinfrastuktur zu bereinigen.
Netzwerkschrank ohne Steuerhardware für den Melkroboter...
1. Phase: Netzwerkschrank und Strukturverkabelung
Zunächst montierten wir Kabelkanäle und den Netzwerkschrank, in dem später sämtliche Hardware ihr Zuhause finden sollte, und verlegten viele neue Kabel In Stall und Büro. In den Schrank kam auch hier wieder ein zentrales Patchpanel. An diesem Patchpanel terminierte ich die Kameraverkabelung im Stall (vorher Patchkabel, nun Festverkabelung mit IP-geschützten Dosen am Kamerastandort) und im Büro (neben den Melkroboter-Controllern, neben der Telefondose und am Druckerstandort). Zum Ende dieser Phase enthielt der Schrank das Patchpanel, einen PoE-Switch, eine Steckdosenleiste und - auf den ersten Blick reichlichen - Leerraum für die zweite Phase.
Am Ende der ersten Phase versorgte der Switch im Netzwerkschrank die Kameras im Stall mit Strom und war über eine provisorische Verbindung mit dem alten Switch ausserhalb verbunden. Alles andere lief wie bisher weiter.
...und mit Steuerhardware für den Melkroboter. Es wird eng!
2. Phase: Umzug
Zusammen mit einem Techniker des Melkrobotererrichters erfolgte dann die zweite Phase. Der Melkroboter wurde ausgeschaltet und wir migrierten sämtliche verbliebene Hardware (Im Einzelnen: Internet-Router, PC, Router und Switch für das Melkroboter-Netzwerk, Modem) Stück für Stück in den Netzwerkschrank - selbstverständlich mit sorgfältiger Beschriftung aller Verbindungen! Auch der bisher frei auf dem Tisch stehende PC bildete hier keine Ausnahme. Er steht nun auf einem Auszug im Schrank. Ausserhalb befinden sich nur noch Monitor und Tastatur/Maus, die durch IP-dichte Einführungsbuchsen mit dem PC verbunden sind.
Zukunft
Es hat mich selbst etwas überrascht, wie wenig Platz nach dem Umzug der verbliebenen Hardware noch im Schrank verbleibt. Das ist hauptsächlich der für die Melkroboter-Steuerung verwendeten Desktop-Hardware geschuldet, die zwar im 19-Zoll-Schrank Platz findet, aber durch die lose Unterbringung auf dem Einschub mehr Höheneinheiten verbraucht als funktional äquivalente Hardware im 19-Zoll-Format. Beim weiteren Ausbau oder dem Versagen von Komponenten sollte man also auf neue Hardware und Ersatzhardware im 19-Zoll-Format setzen.
Melkroboter geplant?
Sollte die Anschaffung eines Melkroboters anstehen, stimme ich mich gerne mit dem Errichter des Roboters ab. In der Regel ist es möglich, Steuerhardware im 19-Zoll-Format zu beschaffen, beziehungsweise im Netzwerkschrank genug Raum für diese Komponenten vorzusehen.