Ratgeber
Industrie-PCs zeichnen sich durch eine robuste Bauweise und eine hohe Rechnerleistung aus. Sie sind in zahlreichen Branchen unverzichtbar geworden und ermöglichen zum Beispiel im Bereich der Industrieautomation eine zuverlässige Steuerung von Maschinen und Robotern. Welche Anforderungen an Industrie-PCs gestellt werden und worauf Sie bei der Anschaffung achten sollten, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Moderne Industrie-PCs (IPC) sind das Herz jeder automatisierten Produktionsstraße. Es handelt sich dabei meist um relativ kompakte Geräte, die ähnlich wie Mini-PCs in besonders robusten Gehäusen untergebracht sind. Rechner dieser Bauweise werden auch als Box-PCs bezeichnet. Üblicherweise sind stromsparende Prozessoren verbaut, deren integrierte Grafikeinheit die Bildausgabe übernimmt. Ein Beispiel hierfür sind i-Prozessoren von Intel wie der i5-1145GRE mit Intel Iris X Grafik. Dedizierte Grafikkarten sind bei Industrie-PCs eher die Ausnahme, wie es auch bei den meisten Office-PCs der Fall ist.
Aufgrund ihrer hohen Rechenleistung ermöglichen es Industrie-PCs, Maschinen und Roboter zu steuern, so dass diese komplexe Bewegungsabläufe durchführen und effiziente Arbeit verrichten können. Sie werden zudem dazu eingesetzt, umfangreiche Funktionen in der Gebäudeautomation zu regeln und zu überwachen. Sogar in der Tierhaltung werden Industrie-PCs genutzt, zum Beispiel um die Steuerung von Belüftungsanlagen oder Futterautomaten zu übernehmen.
Die Anforderungen, die an einen Industrie-Computer gestellt werden, sind deutlich höher als bei einem System, das in einer Büroumgebung betrieben wird. Zum einen muss das Gehäuse eines Industrie- beziehungsweise Box-PCs besonders widerstandsfähig sein. Je nach industrieller Umgebung, in der der Computer seinen Dienst verrichten soll, hat das System bestimmte Anforderungen zu erfüllen: Häufig geht es in Fabrik- und Werkhallen nicht nur laut zu, auch sind sämtliche technische Geräte Feuchtigkeit, Schmutz, starken Vibrationen oder Erschütterungen ausgesetzt. Ein normales PC-Gehäuse würde unter solchen Umständen nicht lange durchhalten. Eine wichtige Angabe diesbezüglich ist die IP-Schutzklasse. Sie gibt Aufschluss darüber, inwieweit das Gehäuse eines Industrie-PCs vor eindringendem Staub, Feuchtigkeit und Berührung geschützt ist.
In einigen Einsatzbereichen ist es von besonderer Wichtigkeit, dass IPCs resistent gegen elektromagnetische Störungen sind. Ebenfalls kann das Anforderungsprofil an einen Industrie-Computer in bestimmten industriellen Umgebungen vorsehen, dass möglichst wenig Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Sogenannte Embedded-PCs, also kompakte Computer, die meist ohne Prozess-Peripherie wie Maus, Tastatur oder Display betrieben werden können, weisen meist ein komplett lüfterloses Design auf. Statt mittels Lüfter erfolgt die Wärmeabfuhr des Prozessors und aller anderen im Embedded-PC verbauten Computer-Komponenten durch Heatpipes. Diese leiten die Abwärme direkt an die mit Kühlrippen versehenen Wände des Gehäuses weiter.
Auch die Leistungsaufnahme spielt bei einem Industrie-Rechner eine wichtige Rolle. Eine passive Kühlung ist bei einem kleinen Gehäuse nur eingeschränkt möglich. Aus diesem Grund werden in den Rechnern meist stromsparende Intel-Core-Prozessoren verbaut. In einigen Fällen greift man auch auf Komponenten zurück, die eigentlich aus dem Notebook-Sektor stammen und die besonders sparsam arbeiten. Darüber hinaus sollte ein industriell eingesetzter PC einfach zu warten sein. Das Öffnen des Gehäuses ist im Idealfall gänzlich ohne Werkzeug möglich.
Bei einem Industrie-Computer kommt es zwar oft, aber nicht immer auf eine möglichst hohe Rechenleistung an. Für manche Anwendungen ist eine relativ niedrig getaktete Dual-Core-CPU, beispielsweise von Intel, bereits ausreichend. Wenn mehr Leistung benötigt wird, sollten Sie zu einem PC mit Quad-Core-Prozessor von Intel greifen. Achten Sie darauf, dass der Industrie-Rechner alle benötigten Schnittstellen zur Verfügung stellt. Bei industriellen Anwendungen werden häufig RS232- oder RS485-Anschlüsse verwendet. Weiterhin sollte das Gerät über freie PCI-Steckplätze verfügen, damit eine Aufrüstung der Hardware ohne Probleme möglich ist.
Die Größe des Arbeitsspeichers hängt vom Verwendungszweck des Rechners, dem Betriebssystem und der Software ab. Für eine über Konsole gesteuerte Linux-Installation genügen bereits 2 GB RAM, für Windows sollten es dagegen wenigstens 4 oder besser gleich 8 GB RAM sein. Apropos, Software. Industrie-PCs haben in der Regel eine x86-basierte Architektur. Das hat den Vorteil, dass Sie neben speziellen Betriebssystemen wie Windows Embedded ohne Einschränkungen eine aktuelle Windows-Version oder eine beliebige Linux-Distribution installieren können. Beim Einsatz von Linux profitieren Sie zudem von kostenloser Software mit Open-Source-Charakter. Grundsätzlich gilt, dass Sie mit einem normalen Desktop-Betriebssystem auch jede damit kompatible Software verwenden können.
Das Gehäuse sollten Sie passend zu den Umgebungsbedingungen wählen. Achten Sie in dem Zusammenhang auf einen ausreichend hohen IP-Schutz. Eine weitere wichtige Komponente ist der Datenspeicher: Wenn ein Industrie-PC Vibrationen oder Erschütterungen ausgesetzt ist, sollten Sie ausschließlich SSDs verwenden. Festplatten mit mechanischen Teilen nehmen unter solchen Bedingungen schnell Schaden. Falls Sie das Industrie-PC-System möglichst nah an einem Schaltschrank betreiben möchten, bietet sich eventuell ein Hutschienen-PC an, der direkt im Schrank auf einer DIN-Schiene montiert werden kann.
Nicht jeder IPC eignet sich für den Betrieb bei extremen Temperaturen. Falls das Gerät etwa in einem Kühlhaus oder bei großer Hitze beispielsweise in der Metallproduktion eingesetzt werden soll, muss der Betrieb unter den vorherrschenden Temperaturen vom Hersteller freigegeben sein. Anderenfalls sind eine schnelle Alterung der Hardware und eine erhöhte Ausfallrate die Folge.
Was ist ein All-In-One-Industrie-PC?
Bei einem All-In-One-Computer befinden sich das Display und alle Komponenten des Rechners in einem platzsparenden Gehäuse. Bei Industrie-PCs dieser Art werden häufig Touch-Displays verwendet. So ist eine komfortable und intuitive Bedienung möglich. Auf zusätzliche Eingabegeräte kann im Regelfall verzichtet werden.
Wie hoch ist die Lebensdauer eines Industrie-PCs?
Ein Industrie-PC ist für den Dauerbetrieb ausgelegt und kann daher 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche und 365 Tage im Jahr ohne Unterbrechung eingeschaltet bleiben. Die verbauten Komponenten sind speziell für diese Betriebsart ausgelegt. Eine Lebensdauer von 10 oder mehr Jahren ist bei diesen robusten Geräten nicht ungewöhnlich.
Was sind gängige Software-Anforderungen von Industrie-PCs?
Industrie-PCs müssen mit diversen Sensoren, Aktoren und Steuerungen kompatibel sein, also benötigen sie auch die passenden Treiber. Ebenso wird oft ein Echtzeitbetriebssystem (RTOS) verlangt. Genauso muss das PC-System in der Industrie gängige Kommunikationsprotokolle unterstützen, zum Beispiel Modbus, Profinet und EtherCAT. Von großem Vorteil kann es sein, wenn Tools installiert sind, mit denen Sie aus der Ferne auf das System zugreifen können, um es zu warten oder Funktionen zu überwachen.