Auswahlkriterien und Anforderungen für Industrie PCs

Insbesondere im Industrial Internet-of-Things oder kurz IIoT-Umfeld, in dem zuverlässige und sichere Hardware immer wichtiger wird, müssen immer mehr (vernetzte) Geräte auch in kritischen, teilweise abgelegen Umgebungen fehlerfrei funktionieren. Ausfälle könnten erhebliche und direkte negative Folgen teils auf gesamte Unternehmen ausüben. Speziell entwickelt für den Einsatz in industriellen Umgebungen, erfüllen die besonders robusten Industrie PCs die Anforderungen für einen kontinuierlich zuverlässigen Einsatz. Typischerweise haben Industrie Computer folgende Merkmale:

• Lüfterloses, öffnungsloses Design
• Robustheit für den Einsatz in schwierigen Umgebungen
• Konfigurierbarkeit
• Langlebigkeit
• Umfangreiche I/O-Optionen wie serielle Schnittstellen, Digitale und Analoge Ein- und Ausgänge

Im Folgenden werden die Kriterien, die vor einem Kauf oder einer Konfiguration eines Industrie PCs berücksichtigt werden sollten, genauer vorgestellt.

Leistungsanforderungen an Industrie PCs

Zu den Anforderungen an die Leistungsfähigkeit eines Industrie PCs lassen sich grundsätzlich keine allgemeinen Aussagen formulieren. Abhängig von dem Einsatzgebiet sollten die Wahl des Prozessors und die Speicherausstattung erfolgen. Wichtig ist es hierbei aber auf Embedded Prozessoren mit einer langfristigen Verfügbarkeit, geringem Stromverbrauch und einem weiten Betriebstemperaturbereich zu achten.

Im mittleren Leistungsbereich bietet Intel die Atom® Prozessoren der X Serie wie z. B.:

• Intel Atom® x7-E3950 (Apollo Lake)
• Intel Atom® x6413E (Elkhart Lake)

Im oberen Leistungsbereich bietet Intel die Core i und Xeon Prozessoren wie z. B.:

• Intel® Core™ i3-9100E Processor (Coffee Lake)
• Intel® Xeon® Processor E3-1505L v6 (Kaby Lake)
• Intel® Xeon® W-11865MRE Processor (Tiger Lake)

Software- und Geräteunterstützung

Für die Software von Industrie PCs gibt es verschiedene Anforderungen. So muss diese beispielsweise einfach in die Prozess-Peripherie integriert werden, fehlerfrei auch bei hohen Standzeiten laufen oder die Verarbeitung von Prozessdaten in Echtzeit gewährleisten können. Am weitesten verbreitet sind auch im industriellen Bereich die Betriebssysteme Linux und Microsoft Windows. Windows bietet eine ganze Bandbreite an verfügbaren Softwarelösungen und Entwicklungswerkzeuge. Windows 10 IoT oder Windows 11 IoT Enterprise ist insbesondere für die Anforderungen in der industriellen Nutzung konzipiert. Linux bietet mit seinem Open-Source-Charakter verschiedene Modifikations- und Optimierungsoptionen, mit denen das Betriebssystem an den individuellen Einsatzbereich angepasst werden kann.

Umgebungsbedingungen für Industrie PCs

Im Bezug auf die Umgebungsbedingungen müssen verschiedene Kriterien berücksichtigt werden:

• Extreme Temperaturen: diese haben einen direkten Einfluss auf das Kühlprinzip des Industrie Computer (Wahl zwischen mit Lüfter oder lüfterlos).
• Luftfeuchtigkeit: eine hohe Luftfeuchtigkeit erfordert einen speziellen IP-Schutz. Industrie PCs sollten dann über ein sehr dichtes, optimiertes Gehäuse und spezielle Filtervorrichtungen verfügen.
• Vibrationen und Erschütterungen: Steckverbindungen, besonders robuste Gehäuse sowie der Verzicht auf bewegliche Teile wie beispielsweise Lüfter oder Festplatten sollten bei starken Vibrationen und Erschütterungen in der Umgebung genutzt werden.
• Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV): Elektrisch abgedichtete Gehäuse und besondere Schnittstellen, die gegen elektrostatische Entladungen geschützt sind, sollten bei elektromagnetischen Störungen herangezogen werden.

Vorhandener Platz und Einbausituation

Industrie PCs gibt es mit verschiedenen Bauformen bzw. in unterschiedlichen Ausführungen. Ein 19“ Rack PC wird beispielsweise für den Einbau in einen 19-Zoll-Schaltschrank benötigt. Suchen Sie nach einer besonders kompakten und robusten Alternative, sollten Industrie PCs mit Montagemöglichkeiten auf der DIN-Rail Hutschiene herangezogen werden. Diese lassen sich besonders platzsparend direkt an der Maschine oder im Schaltschrank einbauen. Für einen geringen Platz eignen sich in der Regel ebenfalls sogenannte Embedded Box PCs für die Wandmontage.

Langzeitverfügbarkeit

Industrie PCs werden in der Regel (teilweise als Bestandteil einer ganzheitlichen Lösung) für einen langfristigen Einsatz konzipiert. Wichtig dabei ist, dass über einen längeren Zeitraum hinweg identische Komponenten nachgeliefert werden können, um langfristig ein problemloses Funktionieren gewährleisten zu können.