Bauweise und Eigenschaften moderner Industrie PC

Die Anforderungen an Industrie-PCs unterliegen – wie die Industrie selbst – dem steten Wandel. Auch die PC-Komponenten ändern sich ständig. Die Erfahrung lehrt, dass immer mehr Leistung bei weiter verkleinerter Bauweise erwarten dürfen.

Das hat Folgen für die Bauweise auch von industriell genutzten PCs. Waren ihre Komponenten vor einigen Jahren noch häufig in großen 19"-Gehäusen untergebracht, so finden sie dieser Tage oft in viel kleineren Gehäusen genügend Platz.

Den sogenannten „Embedded PC“ oder auch „Embedded Server“ zeichnet typischerweise sein kompaktes, lüfterloses Design aus. Ein Kühlkörper aus leichtem, aber gut wärmeleitendem Aluminium führt die primär durch den CPU produzierte Wärme passiv an die Umgebung ab. Die sonst übliche, aktive Wärmeabfuhr mittels Lüfter ist damit bei dieser Art Industrie-PC obsolet.

Die Vorteile dieser Bauform:

• Kein Durchsatz von Umgebungsluft durch das Gehäuse, damit wesentliche geringere Staubanfälligkeit des PCs.
• Geringerer Stromverbrauch.
• Lüfter als vergleichsweise wartungs-intensive Bauteile fallen weg.
• Keine Geräuschemissionen mehr.

Stromsparende CPU

Embedded PCs setzen zumeist stromsparende Notebook-CPUs ein. Diese verbrauchen bei gleicher Rechenleistung weniger Strom, was im Notebook die Akku-Laufzeit erhöht und zudem die Wärmeproduktion verringert. Diese CPUs verbaut in Industrie-PCs bieten die gleichen Vorteile: weniger Strom bedeutet weniger abzuführende Wärme.

Der geringere Stromverbrauch ist gleichzeitig ein Kosten- (und Umweltschutz-) Argument bei PCs, die in der Industrie häufig im 24/7 Dauerbetrieb sind.

Erweiterter Temperaturbereich

Industrie PCs sind häufig starken Schwankungen der Umgebungstemperatur ausgesetzt. Daher gibt es Geräte, die bei Temperaturen im Bereich von -40°C bis +70°C zuverlässig betrieben werden können.

Erweiterter Eingangsspannungsbereich

Industrie PC werden nicht nur in konventionelle Schaltschränke eingebaut, sondern kommen auch im Outdoor-Bereich ohne Netzspannungsversorgung sowie in mobilen Fahrzeugen (Zug, LKW, PKW) zur Anwendung. Hier sind Betriebsspannungen von 12V oder 24V gefragt oder sogar das Tolerieren schwankender Spannungen. Dafür verfügen viele Embedded PCs über einen erweiterten Spannungseingang von z.B. 8V bis 35V. 

Einschaltverzögerung

Im mobilen Einsatz wird meist auch eine Einschaltverzögerung benötigt (switch-on delay, Ignition-Control). Der Industrie-Computer schaltet nach dem Motorstart zeitverzögert ein, damit eine stabile Eingangsspannung sichergestellt ist.

Schockresistenz

Die Widerstandsfähigkeit von Industrie PCs gegen Stöße und Vibrationen – die sogenannte Stoß- oder Schockresistenz – ist unter anderem in mobilen Anwendungen erforderlich. Das Design der industrieller Fahrzeug-PCs (Car-PCs) z.B. erfüllt diese Anforderung.

Schnittstellen

Eines der wesentlichen Kriterien bei der Auswahl eines geeigneten Embedded PCs ist die Ausstattung des Gerätes mit Schnittstellen. Je nach Einsatzgebiet verfügen die Geräte über die bekannten Standard-Schnittstellen, wie z.B. Video-Out, USB, Ethernet. Dazu kommen häufig, je nach Einsatzgebiet, weitere spezifischere Schnittstellen, wie PoE-Ethernet, Digital I/O, CAN-Bus und viele mehr. Zudem können in der Regel Schnittstellenkarten über PCI oder (Mini-) PCIe Schnittstellen nachgerüstet werden.

Zertifikate

Neben den benötigten Standard-Zertifikaten, wie z.B. die CE-Kennzeichnung und zur Einhaltung der RoHS-Richtlinie, können bei anwendungsspezifischen Industrie-Computer (Fahrzeug-PCs, Train-PCs) auch E-Mark- und EN 50155-Zertifizierungen mitgeliefert werden. Manche Geräte verfügen auch über militärische und medizintechnische Zertifikate.