Computer für industrielle Anwendungen auswählen
Gerade im Industrial Internet-of-Things- bzw. IIoT-Umfeld, in dem zuverlässige und sichere Hardware immer wichtiger wird, müssen immer mehr (vernetzte) Geräte auch in kritischen, teilweise abgelegenen Umgebungen fehlerfrei funktionieren. Ausfälle können erhebliche und direkte negative Folgen haben, teilweise für ganze Unternehmen. Speziell für den Einsatz im industriellen Umfeld entwickelte, besonders robuste Industrie-PCs erfüllen die Anforderungen für einen dauerhaft zuverlässigen Einsatz. Typischerweise verfügen Industrie-Computer über folgende Eigenschaften:
- Lüfterloses, blendenloses Design
- Robustheit für den Einsatz in rauen Umgebungen
- Konfigurierbarkeit
- Haltbarkeit
- Umfangreiche I/O-Optionen wie serielle Schnittstellen, digitale und analoge Ein- und Ausgänge
Nachfolgend werden die Kriterien näher dargestellt, die vor dem Kauf bzw. der Konfiguration eines Industrie-PCs beachtet werden sollten.
Leistungsanforderungen für Industrie-PCs
Über die Leistungsanforderungen eines Industrie-PCs lassen sich keine allgemeingültigen Aussagen treffen. Die Wahl des Prozessors und des Arbeitsspeichers sollte sich nach dem Einsatzgebiet richten. Wichtig ist jedoch, auf Embedded-Prozessoren mit Langzeitverfügbarkeit, geringem Stromverbrauch und großem Betriebstemperaturbereich zu achten.
Im mittleren Leistungsbereich bietet Intel mit den Atom®-Prozessoren der X-Serie beispielsweise:
- Intel Atom® x7-E3950 (Apollo Lake)
- Intel Atom® x6413E (Elkhart Lake)
Im oberen Leistungsbereich bietet Intel mit den Core i und Xeon Prozessoren beispielsweise:
- Intel® Core™ i3-9100E Prozessor (Coffee Lake)
- Intel® Xeon® Prozessor E3-1505L v6 (Kaby Lake)
- Intel® Xeon® W-11865MRE Prozessor (Tiger Lake)
Software- und Geräteunterstützung
An die Software von Industrie-PCs werden verschiedene Anforderungen gestellt. Sie muss sich beispielsweise leicht in die Prozessperipherie integrieren lassen, auch bei hoher Lebensdauer fehlerfrei laufen oder die Verarbeitung von Prozessdaten in Echtzeit gewährleisten können. Die am weitesten verbreiteten Betriebssysteme im Industriebereich sind Linux und Microsoft Windows. Windows bietet eine ganze Reihe verfügbarer Softwarelösungen und Entwicklungstools. Windows 10 IoT bzw. Windows 11 IoT Enterprise ist speziell auf die Anforderungen im industriellen Einsatz ausgelegt. Linux bietet mit seinem Open-Source-Charakter verschiedene Modifikations- und Optimierungsmöglichkeiten, mit denen das Betriebssystem an den individuellen Einsatzbereich angepasst werden kann.
Umgebungsbedingungen für Industrie-PCs
Bezüglich der Umgebungsbedingungen müssen verschiedene Kriterien berücksichtigt werden:
- Extreme Temperaturen: Diese haben direkten Einfluss auf das Kühlprinzip des Industrie-Computers (Auswahl zwischen mit Lüfter oder lüfterlos).
- Luftfeuchtigkeit: Hohe Luftfeuchtigkeit erfordert besonderen IP-Schutz. Industrie-PCs sollten dann über ein sehr dichtes, optimiertes Gehäuse und spezielle Filtereinrichtungen verfügen.
- Vibrationen und Stöße: Bei starken Vibrationen und Stößen in der Umgebung sollten Steckverbindungen, besonders robuste Gehäuse und der Verzicht auf bewegliche Teile wie Lüfter oder Festplatten zum Einsatz kommen.
- Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV): Bei elektromagnetischen Störungen sollten elektrisch dichte Gehäuse und spezielle, gegen elektrostatische Entladungen geschützte Schnittstellen verwendet werden.
Platzangebot und Einbausituation
Industrie-PCs gibt es in verschiedenen Bauformen und Ausführungen. Für den Einbau in einen 19-Zoll-Schaltschrank wird beispielsweise ein 19-Zoll-Rack-PC benötigt. Wer eine besonders kompakte und robuste Alternative sucht, sollte über Industrie-PCs mit Hutschienenmontage nachdenken. Diese lassen sich besonders platzsparend direkt an der Maschine oder im Schaltschrank verbauen. Auch sogenannte Embedded-Box-PCs zur Wandmontage eignen sich grundsätzlich, wenn wenig Platz vorhanden ist.
Langfristige Verfügbarkeit
Industrie-PCs sind in der Regel für den Langzeiteinsatz (teilweise auch als Teil einer integrierten Lösung) ausgelegt. Wichtig dabei ist, dass identische Komponenten über einen längeren Zeitraum lieferbar sind, um eine einwandfreie Funktion auch langfristig gewährleisten zu können.
