Was zeichnet einen Industrie-PC aus?

“Ein Industrie-PC (kurz IPC) ist ein Computer, der für Aufgaben im industriellen Bereich eingesetzt wird. Im engeren Sinn geht es dabei um Rechner, die einem IBM-kompatiblen Personal Computer ähneln und insbesondere mit Software für solche Geräte betrieben werden können.

Typische Bereiche sind Prozessvisualisierung, Robotik, Industrieautomation, Test- und Prüfstände für die Industrie oder Sicherheitstechnik sowie die Qualitätssicherung. Ein Industrie-PC muss gegenüber den Geräten für den Bürobereich (Office-PC) besonderen Anforderungen genügen und wird in der Regel besonders robust z. B. gegenüber Umwelteinflüssen oder elektromagnetischen Störungen und insgesamt weitgehend ausfallsicher ausgelegt.

Konventionell konzipierte PCs haben infolge der Massenproduktion viele Vorzüge, z. B.: hoher Standardisierungsgrad – sowohl hinsichtlich Hardware als auch Software –, Flexibilität, großes Angebot an Peripheriekomponenten und Anwendungssoftware, günstiger Preis. Daraus entstand der Wunsch, diese auch für die Automatisierung einzusetzen. Aufgrund der hohen Flexibilität lässt sich ein PC für die Bedienung, Programmierung, Visualisierung, Langzeit-Archivierung und Simulation von Prozessen einsetzen und darüber hinaus mit herkömmlichen industriellen Steuerungen oder SPS kombinieren.

Raue Umgebung

In industrieller Umgebung, also in Fertigungen oder gar an der freien Luft, muss die Elektronik gegen äußere Einflüsse wie Staub, Dreck, extreme Temperaturen und Feuchtigkeit (Schutzart IP 64) geschützt werden. Das wird vor allem durch angepasste, hochdichte Gehäuse und spezielle Filter in den Kühllüftern erreicht. Genauso müssen alle Steckverbindungen nach außen entsprechend robust und dicht ausgeführt sein.

Bei noch stärkeren Einflüssen muss die Elektronik ggf. hermetisch gekapselt werden, so dass man bei der Prozessorkühlung statt Lüftern mit Frischluftzufuhr von außen auf geschlossene Systeme mit Heatpipes und ähnlichen Elementen und beispielsweise als Kühlkörper ausgebildete Außenwände des Gehäuses (also passive Kühlung) übergehen muss.

Wenn die Umgebung starke elektromagnetische Störungen (EMV) produziert, muss das System dagegen abgeschirmt werden. Auch dies führt zu speziell elektrisch abgedichteten Gehäusen und Steckverbindern, ggf. mit zusätzlichen Entstörgliedern in Zuleitungen.

Produziert die Umgebung extreme mechanische Erschütterungen oder Vibrationen, müssen Gehäuse und Steckverbindern wieder entsprechend robust ausgeführt sein. Zusätzlich kann es erforderlich sein, so weit wie möglich auf bewegte mechanische Komponenten zu verzichten, insbesondere auf Lüfter und Festplatten. Wie oben kann man die Lüfter durch passive Kühlsysteme ersetzen; eine Festplatte neuerdings durch eine Solid State Disk.

Tastaturen sind ebenfalls mechanisch ziemlich empfindlich. Sie werden daher oft durch Touchscreens ersetzt, die dabei auch gleich die Maus mit ersetzen, wobei die Anwendungssoftware nur geringfügig angepasst werden muss. Siehe dazu auch bei Panel-PC.

Empfindliche Umgebung

Umgekehrt kann es auch vorkommen, dass die Umgebung selbst besonders empfindlich gegenüber elektromagnetischen oder mechanischen Störungen ist, beispielsweise in speziellen Messapparaturen. Hier werden ähnlich wie oben besonders gut abgeschirmte Gehäuse und Steckverbindungen verwendet, hier nur mit dem Ziel, die Störungen nicht nach außen dringen zu lassen.

Wenn die Umgebung empfindlich gegenüber mechanischen Erschütterungen oder Vibrationen ist, muss wie oben zu Lüfter- und Festplatten-losen Varianten gegriffen werden.”

IPC für 19"-Einbau

IPC-r 4HE

Ein typischer Industrie-PC mit 4 HE (Höheneinheiten) für 19"-Rackeinbau

IPC-Box mit PCI Steckplatz

Industrie Box-PC

Industrie-Box PCs sind wegen der meist geschlossenen und lüfterlosen Gehäuse gut gegen Staub und Vibrationen geschützt. Meist werden statt Festplatten robuste SSDs verwendet.

Getac X500 fully rugged Industrie-Notebook

Industrie-Notebook

Im Gegensatz zu normalen Notebooks sind Industrie-Notebooks meist mit robusten Metallgehäusen aus einer Alu/Magnesium-Legierung ausgerüstet. Wegen der guten Wärmeleitfähigkeit wird häufig auf Lüftungsschlitze verzichtet. Die Anschlusse sind zum Schutz verdeckt oder wasserdicht ausgeführt. Auch Ex-Schutz ist möglich.

(Quelle: PK Computer GmbH)