Robuste lüfterlose Panel-PCs mit LC-Displays in Kombination mit Gehäusen, Blenden und Bedienelementen eignen sich für eine Reihe von Anwendungen im rauen industriellen Umfeld.

Robuste lüfterlose Panel-PCs mit LC-Displays in Kombination mit Gehäusen, Blenden und Bedienelementen eignen sich für eine Reihe von Anwendungen im rauen industriellen Umfeld.TL-Electronic

Neben Zuverlässigkeit und Flexibilität spielen für die Arbeitseffizienz einer Maschine auch die Bedienergonomie sowie das Wärmemanagement eine entscheidende Rolle. Für unterschiedliche Applikationen kombiniert TL Electronic aus Bergkirchen bei München daher seine aktuelle Generation von Panel-PCs mit neuen Gehäusen aus Aluminium oder Edelstahl für den Einsatz beispielsweise in Werkzeugmaschinen, der Lebensmittelindustrie oder der Logistik.

Noch vor zehn Jahren standen die Kapselung von Mensch-Maschinen-Schnittstellen und hohe Performance besonders durch die hohe Verlustleistung der Rechnereinheit und die damit verbundene Wärmeentwicklung im Widerspruch. Heute lässt die energieeffiziente und damit verlustarme PC-Technologie Bedien- und Steuereinheiten auch mit größeren Diagonalen und leistungsfähigeren CPUs zu. Zum Vergleich: Der vielfach eingesetzte Intel Pentium 4 mit zwei Kernen gab zwischen 86 und 115 W Verlustleistung ab. Dagegen beträgt die maximale Verlustleistung, Thermal Design Power (TDP), beispielsweise des Zweikernprozessors Core i3-3227U, gerade 17 W. Die in der Panel-PC-Serie SlimLine WM ID70 eingesetzte CPU Atom D2550 von Intel erzeugt nur 10 W Abwärme.

Erweiterter Temperaturbereich durch spezielle PC-Komponenten

Für die unterschiedlichen Anwendungen projektiert TL Electronic Panel-PCs mit Umgehäuse inklusive optimiertem Wärmemanagement und Schnittstellen.

Für die unterschiedlichen Anwendungen projektiert TL Electronic Panel-PCs mit Umgehäuse inklusive optimiertem Wärmemanagement und Schnittstellen.TL-Electronic

„Zusätzlich zur niedrigen Wärmeentwicklung bei höherer CPU-Leistung beeinflusst die energieeffiziente Hintergrundbeleuchtung die gesamte Wärmebilanz“, erklärt Alfred Molnar, Produktionsleiter bei TL Electronic. So lassen sich durch energieeffiziente CCFL- (Leuchtröhren-)Technologie oder LED-Hinterleuchtung im Vergleich zu herkömmlichen Geräten bis zu 20% Energie einsparen.

Hinzu kommt: Komponenten moderner Panel-PCs funktionieren verlässlich bei höheren Betriebstemperaturen. „Wir projektieren je nach Einsatzgebiet beispielsweise spezielle Speichermedien. Solid State Drives (SSD) oder Automotive HDDs funktionieren über einen weiteren Temperaturbereich zuverlässig“, ergänzt der Industrie-PC-Experte. So gelingt es, den Temperaturbereich der Panel-PCs gegenüber der üblichen Betriebstemperatur bis maximal 55 °C auf bis zu 85 °C zu erweitern.

Dem Gehäuse selbst kommt beim Temperaturmanagement ebenfalls eine große Rolle zu. Die Wärmekonvektion lässt sich durch den inneren Aufbau und die Auswahl der Komponenten mit Filterlüftern sowie einer ausgeklügelten Lüftführung, beispielsweise mit Heatpipes verbessern. Entscheidend in der Gesamtbetrachtung für das aktive oder passive Wärmemanagement ist die Umgebungstemperatur. „Durch die passive Wärmeableitung über das Gehäuse und optimierter Luftumwälzung im Inneren kann man die Bedieneinheit bei Umgebungstemperaturen von 35 °C mit Schutzart IP65 oder 45 °C mit Schutzart IP54 einsetzen“, erläutert Molnar. Bei Anwendungen mit höheren Umgebungstemperaturen erweitern zusätzliche Klimatisierungslösungen den Temperaturbereich.

Flexible Montagemöglichkeiten erleichtern die Kontrolle

Im Zusammenspiel mit der Bedienlösung stellen die Gehäuse sicher, dass die Panel-PCs im rauen industriellen Einsatz geschützt sind. Neben der einfachen Handhabung und hoher Ergonomie sollten sich die Bedienpanels leicht und präzise drehen, heben und schwenken lassen, damit der Maschinenführer jederzeit die Kontrolle über die Maschine oder Anlage hat. „Dafür bieten wir verschiedene Montagemöglichkeiten wie Tragarmsysteme, Wandmontagen oder den Standfuß mit Rollen an“, sagt Alfred Molnar. Schwenkbare Rückwände oder Türen für die einfache Zugänglichkeit erhöhen die Bedien- und Wartungsfreundlichkeit.

Steuergehäuse CC4000 mit Pultwalze, optional auch auf Rollen.

Steuergehäuse CC4000 mit Pultwalze, optional auch auf Rollen.TL-Electronic

„Wir integrieren auch weitere Komponenten unserer Kunden in die Gehäuse, konfektionieren die Kabel und Kabelführung im Tragarmsystem zusammen mit den Gewinde­Verschraubungen“, ergänzt Molnar. Dabei stehen auch spezielle Kabeldurchführungen mit Schutzart bis IP65 oder aus Edelstahl zur Verfügung. Als Wartungs- und Programmierzugang oder zum temporären Anschluss von Zusatzgeräten lassen sich außerdem so genannte Schnittstellenklappen einbauen. Die platzsparenden Zugänge erfüllen geschlossen Schutzart IP65, lassen sich an der Front sowie Rück- oder Seitenwand anbringen und individuell beispielsweise mit RJ45, seriellen Interfaces oder USB ausrüsten. Die frontseitige Schwenktür ermöglicht den wartungsfreundlichen Zugang zum Innenleben des Bediengeräts.

Vielfältige Ausstattungsoptionen der Gehäuse

Im Gehäuse lassen sich zudem Not-Aus-Schalter, Taster und andere Bedienelemente integrieren. Als Eingabesysteme stehen verschiedene Tastaturen in der Front oder im Pultgehäuse sowie Touchscreens, Trackball, Touchpad und Barcodescanner zur Verfügung. Alle Frontplatten von TL Electronic haben eine Schutzglasscheibe (diese entfällt bei Touchscreens). „Für Anwendungen mit Laser-Scannern oder Barcode-Lesern bieten wir optisch entspiegelte Glasoberflächen an“, ergänzt Molnar. Kennzeichen dieser sogenannten Antiflex-Beschichtung sind sehr geringe Rest-Reflexion und hohe Durchlässigkeit, ohne dass die Konturschärfe beeinträchtigt wird. Durch die kratzfeste Oberflächenbeschichtung kann der Anwender den Barcode-Scanner fast beliebig platzieren. Das speziell gehärtete Glas erlaubt eine zuverlässige Kennung. Direkt am Gehäuse lassen sich auch Tastaturablagen abringen, die optional auch neigbar sind.

Für Anwendungen in der Nahrungsmittelindustrie bietet das Unternehmen Gehäuse aus Edelstahl an, die sich an den strengen Hygieneanforderungen der DIN EN ISO 14159 für die Gestaltung von Maschinen orientieren. Bei den Umgehäusen aus Edelstahl sind nicht nur Größe und Ausmaße individuell anpassbar. Für beengte Platzverhältnisse und außergewöhnliche Standorte steht ein Tragarm-Baukastensystem zur Verfügung, bestehend aus Wandgelenk, Gehäusekupplung, Winkelstücken, Tragprofil und Schwenk- beziehungsweise Neigungsadapter. Damit lässt sich die Bedieneinheit sowohl oben auf der Maschine als auch an einer Seitenwand montieren.

Verschiedene Displaygrößen bei geringer Bautiefe

Die Panel-PCs der Serie SlimLine ID70 mit dem energieeffizienten Atom-Prozessor D2550 sind nur 120 mm tief und bieten Schutzart IP65. „Damit bekommt der Anwender einerseits kostengünstige und gleichzeitig leistungsfähige Rechner. Andererseits kann sind die Gehäuse beim Austausch der Rechner und Umstieg auf die nächste Panel-PC-Generation wiederverwendbar“, betont Molnar. Die eingesetzten Panel-PCs verfügen über Displaydiagonalen von wahlweise 15″ bei einer Auflösung von 1024×768 Pixeln, 17″ mit 1280×1024 Pixeln oder 19″ mit 1280×1024 Pixeln. Wahlweise stehen 2 bis 4 GB Arbeitsspeicher, Festplatten ab 160 GB in Serien- oder als Raid-Ausführung sowie SSD-Laufwerke zur Verfügung. Der Ausschnitt in der Gehäusefront für das Display des Panel-PCs ist mittig oder auch versetzt wählbar. Dadurch bleibt im Inneren Platz für weitere Eingabe- und Peripheriegeräte. Die lüfterlose Panel-PC-Serie bietet als Schnittstellen 3 × seriell (RS232, RS422, RS485), 4 × USB, 2 × RJ45 für Gigabit-Ethernet sowie 2 × PS/2, Audio-I/O und einen weiteren VGA-Ausgang.

Alfred Molnar, Produktionsleiter bei TL Electronic in Bergkirchen bei München.

Alfred Molnar, Produktionsleiter bei TL Electronic in Bergkirchen bei München.TL-Electronic

Die Bediengeräte-Serie ist auf Kundenwunsch mit resistivem Touchscreen erhältlich. Auch die Integration von Rugged-Touch-Systemen mit hoher Widerstandskraft ist realisierbar. Für den Industrie-PC-Experten stehen grundsätzlich die Anwendung und ihre abgestimmte Industrie- bzw. Panel-PC-Lösung im Vordergrund. „Die Vielfalt der möglichen Konfigurationen und Ausstattungsmerkmale eines Industrie- oder Panel-PCs erfordert gewissenhafte, mitunter intensive Beratung, oft auch vor Ort. Im Dialog mit unseren Kunden entwickeln wir eine kundenspezifische Systemlösung, die wir anschließend bei uns in ESD-geschützter Produktionsumgebung fertigen und veredeln – einschließlich Qualitätssicherung und Burn-in-Test“, sagt Alfred Molnar abschließend.