Industrie-PC im Baukastensystem lässt sich individuell anpassen

Bedienen, Visualisieren, Steuern und Regeln: Speziell auf die Belange der Automatisierungstechnik zugeschnitten, decken die Industrie-PC heutzutage alle industriellen Anforderungen im maschinennahen...

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Bedienen, Visualisieren, Steuern und Regeln: Speziell auf die Belange der Automatisierungstechnik zugeschnitten, decken die Industrie-PC heutzutage alle industriellen Anforderungen im maschinennahen Einsatz ab. Ein nach einem Baukastenkonzept aufgebauter Industrie-PC eines Tuttlinger Herstellers, lässt sich sogar zielgerichtet an die jeweilige Anwendung anpassen.Der zunehmende Wunsch der Anwender nach erhöhter Sicherheit, Verfügbarkeit und Wartungsfreundlichkeit war ausschlaggebend für die Entwicklung eines Single-Board-Computers, der als Basis für alle Industrie-PC von Leukhardt Systemelektronik dient.Zur Erfüllung der Qualitätsstandards bei der Produktion von Industrie-PC wird nicht auf Standard-ATX-Mainboards zurückgegriffen, weil durch die sehr kurzen Produktlebenszyklen der von den Anwendern geforderte After-Sales-Service nicht gewährleistet werden kann. Außerdem würden durch eine solche Basis die Forderungen nach Sicherheit und Verfügbarkeit nicht erfüllt werden, da die benötigten Flachkabel- und Steckverbindungen (potenzielle Ausfallursache) für den Einsatz in rauer Produktionsumgebung nicht geeignet sind.EMV-gerechtes Design wurde realisiertAls erster Single-Board-Computer wurde eine All-in-One-CPU für Prozessoren der Pentium-Leistungsklasse vorgestellt (CPU bis AMD-K6-2 450 MHz). Neben der Integration aller wichtigen Komponenten und Schnittstellen für den industriellen Einsatz und den somit verbundenen Wegfall der Flachkabel- und Steckverbindungen wurde besonderer Wert auf das EMV-gerechte Design gelegt. Die Bauform fiel mit 265 mm 3 214 mm entsprechend kompakt - gemessen an der hohen Leistungsfähigkeit des Boards - aus.Aufgrund der einheitlichen Bauform ist es möglich, dem Anwender fünf Jahre Nachliefergarantie auf die so genannte ,,Form/Fit/Function" zu gewähren.Die Anwendungsbereiche von Industriecomputern sind seit der Einführung des Single-Board-Computers erheblich erweitert worden. Heute dient er als Basis für umfangreiche SCADA-Software, während parallel eine Soft-SPS die Maschinensteuerung übernimmt. Diese erhöhten Leistungsanforderungen bewältigt das neuentwickelte Board mit Pentium-III-CPU im gleichen Formfaktor.Als wesentliche Neuerungen wurden, neben einer leistungsfähigen CPU, das Basis-RAM auf der Platine integriert und die Baugruppe mit einem Tastaturcontroller ausgestattet, der umfangreiche Diagnosefunktionen zur Erhöhung der Systemsicherheit übernimmt. Das ,,on board"-RAM verhindert einen Ausfall durch vibrationsbedingte Lockerung der DIMM-Module.Besonders für kundenspezifische Systeme, deren Focus auf perfekter Integration, geringem Platzbedarf und hoher Ausfallsicherheit liegt, bietet dieses Konzept eine geeignete Plattform, beispielsweise für die Medizintechnik, Wiegesysteme, POS-Systeme, Steuerungs- und Leitsysteme. Auf Wunsch wird die All-in-One-CPU mit einer mechanischen Aufnahme geliefert. Diese ist für die jeweilige Anwendung vorbereitet und kann durch einfache Montage in Betrieb genommen werden. Die projektbezogene Integration wird bei Bedarf von Leukhardt Systemelektronik durchgeführt. Der Anwender profitiert in diesem Fall von über 25 Jahren Erfahrung in Entwicklung und Produktion kundenspezifischer Lösungen.Alle Industrie-PC von Leukhardt Systemelektronik basieren auf dem Single-Board-Computer: von der kompakten Bedieneinheit bis zum Industrie-PC in 19"-Bauweise mit bis zu sechs frei bestückbaren Kombislots (ISA/PCI).Lüfterloser Industrie-PC läuft nicht heißIn Anwendungsbereichen mit höchsten Anforderungen an die Schutzart und die Betriebssicherheit ist der Einsatz eines vollgekapselten Industriecomputers Voraussetzung. Eine solche Rechnereinheit muss hierbei die Schutzart IP65 rundum ausweisen. Speziell für diese Anforderungen an einen neuen IPC wurde der IPC LS-IC/Alpha entwickelt.Als Steuerungs- und Visualisierungsrechner sind klassische Industrie-PC überwiegend im Schaltschrank eingebaut. Entsprechend ist auch der konstruktive Aufbau ausgelegt: die Frontseite erfüllt die Schutzklasse IP65, während das Gehäuse mit Lüftungsschlitzen ausgestattet ist, um die notwendige Kühlung über die Lüfter zu gewährleisten. Die Forderung der Kunden nach Komplettsystemen (Rechnereinheit und Umgehäuse) für Applikationen direkt an der Maschine treten immer häufiger auf. Die Nachfragen und die innovative Technik auf dem PC-Sektor waren Anlass für die Neuentwicklung eines lüfterlosen IPC-Systems mit Pentium-III-CPU und einem kompakten, robusten Gerätedesign.Großflächige Kühlrippen im Aluminium-Gehäuse sorgen dafür, dass die im Innenraum des Gehäuses entstehende Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird. Die Kühlung erfolgt (ohne Lüfter und Filtermatten) mittels so genannter ,,Heat-Pipes". Das lüfterlose System führt außerdem zu einer höheren Betriebssicherheit, weil keine Lüfter ausfallen können. Die Gefahr einer nachlassenden Lüfterwirkung durch nicht oder mangelhaft durchgeführte Wartung an den Filterelementen besteht ebenfalls nicht mehr.Ein zweiter wichtiger Aspekt liegt in der mechanischen Aufnahme des Geräts (Bild 1). Hier war eine universelle Ankopplung an alle marktgängigen Tragarm- und Standfuß-Systeme ohne zusätzliche Adapter gefordert. Der Gerätetyp Alpha integriert diese Möglichkeit und unterstützt damit die ergonomischen Gesichtspunkte bei der Einrichtung einer ,,Operator-Station". Durch den abnehmbaren Deckel ist die Elektronik frei zugänglich; dies unterstützt die Servicefreundlichkeit. Die Frontplatte bietet flexible Erweiterungsmöglichkeiten: zusätzliche Schalter und Bedienelemente, beispielsweise Not-Aus, Schlüssel oder elektromagnetische Taster, lassen sich leicht integrieren. Nicht zuletzt führt auch die Verkabelung zur Systemsicherheit. Die Verbindungsleitungen werden durch den Rohrflansch geführt und somit vor äußeren Einflüssen geschützt.Wie alle Industrie-PC von Leukhardt mit Pentium-III-CPU, basiert auch der vorgestellte Alpha auf dem neuen Single-Board-Computer. Alle wichtigen Funktionen sind bereits auf der Platine. Flachbandkabel entfallen komplett. Der Speicher (SDRAM) kann auf 256 MByte ausgebaut werden - ohne DIMM-Sockel, direkt bestückbar. Das vermeidet Kontaktprobleme bei Vibrationen. Außerdem steht eine Harddisk (2,5") mit mindestens 4,8 GByte zur Verfügung, optional Flashdisk. Integriert ist auch ein Video-RAM mit 4 MByte. Zur weiteren Ausstattung gehören zahlreiche Schnittstellen für die Peripherie, Anschlüsse für externe Komponenten (Tastatur, Mouse, VGA), Feldbus-Interfaces (Profibus, Interbus-S, CANopen, DeviceNet, SDS, AS-I) und insbesondere ein 10/100 Base-T Ethernet-Anschluss. Die Versorgungsspannung liefert ein internes Netzteil (24 V DC).TFT-Displays (12" SVGA und 15" XGA) sorgen mit hoher Farbsättigung und Hintergrundbeleuchtung für brillante Darstellungen des Prozessabbildes, auch bei räumlich ungünstiger Ausleuchtung. Die Eingabe ist wahlweise über Folientastatur oder Touchscreen möglich.Mit seiner gekapselten Bauart und seinem Konzept als Stand-Alone-IPC ist der IPC Alpha in Maschinen und Anlagen verschiedenster Branchen einsetzbar. Sein Einsatz ist dort prädestiniert, wo die Produktionsstätte und deren Umgebungseinflüsse entsprechend resistente IPC-Systeme erforderlich machen (Bild 2).Umfangreiche Visualisierungsaufgaben erfordern leistungsfähige Industrie-PC. Es gibt jedoch einen Trend, der in eine andere Richtung führt: Kleine Maschinen benötigen kompakte Visualisierungssysteme, und bei großen Anlagen wird die Visualisierung zunehmend von verteilten Systemen in Client-Server-Struktur gemanagt. Für diese Fälle gibt es mit dem Bedienterminal CEVO ein kompaktes und komplett ausgestattetes Visualisierungssystem unter Windows CE 3.0 (Bild 3).Bedienterminals als VisualisierungssystemDie Bedienterminals der Baureihe CEVO wurden speziell auf die Verwendung als Visualisierungssystem unter Windows CE 3.0 entwickelt. Sie sind sowohl in kleineren Maschinen und Anlagen einsetzbar als auch in großen Fertigungsanlagen als dezentrales, verteiltes Visualisierungssystem verwendbar (Client-Server- beziehungsweise Terminal-Server-Struktur).Kern ist die CPU AMD Elan 520 (133 MHz). Die geringe Verlustleistung und das von Leukhardt entwickelte Design machen einen lüfterlosen Aufbau möglich, wodurch ein wesentlicher Beitrag zur Wartungsfreundlichkeit und Stabilität in rauer Umgebung geleistet wird. Die Frontplatte in Ausführung nach IP 65 schützt das Gerät vor Staub, Schmutz und Spritzwasser.Ein Touchscreen (5,7" bis 12,1") und vier Hotkeys für die Systemfunktionen sorgen für hohen Bedienkomfort.Die Speicherausstattung mit 32 MByte SDRAM, bis 24 MByte Flash-RAM und 512 KByte Boot-Flash bietet dem Anwender ausreichend Reserven für umfangreiche Visualisierungsaufgaben. Zur Speicherung remanenter Daten stehen zusätzlich 128 KB batteriegepuffertes RAM zur Verfügung.Alle wichtigen Schnittstellen einschließlich Ethernet sind bereits ,,on board". Zur Anbindung steht ein Steckplatz für marktgängige Feldbus-Interfaces zur Verfügung. Somit ist die Integration in moderne Steuerungsumgebungen, basierend auf Feldbus- oder Ethernet-Technologie, möglich.Anzahl der Komponenten wurde reduziert Mit dem CEVO erhält der Anwender nicht nur ein Bedienterminal, sondern ein umfangreiches Visualisierungssystem. Betriebssystem und Visualisierungssoftware sind besonders aufeinander abgestimmt und stellen eine komplett installierte und konfigurierte Gesamtlösung dar, die nach der Projektierung sofort einsatzfähig ist.Die Reduzierung der Komponenten auf das Wesentliche und die abgestimmte Software-Ausstattung, bestehend aus Betriebssystem Windows CE 3.0 und der Visualisierungs-Software Zenon, bieten dem Anwender eine besonders wirtschaftliche Alternative zum Einsatz von Industrie-PC.Durch die Erweiterung der Industriecomputerfamilie um Rechner mit Pentium-III-CPU und den lüfterlosen Industrie-PC sowie die Ergänzung des Leistungsangebotes mit Bedienterminals unter Windows CE 3.0 stehen dem Anwender auch weiterhin Industrie-PC für alle Fälle zur Verfügung. Die individuelle Abstimmung auf die gerade vorliegende Anwendung leistet einen wesentlichen Beitrag zur Verfügbarkeit der Anlage.