Lüfterlos

HMI-Systeme - Von klassischen Textanzeigen über komplexe Bedienfelder bis hin zu PC-basierten Bediensystemen - alles läuft mittlerweile lüfterlos ab. Ein Unternehmen aus Schwaben schlägt den Bogen.

08. November 2005

Die Lauer Elektronik-Systeme GmbH liefert seit 15 Jahren HMI-Lösungen für Automobilbauer und Anlagenlieferanten. Das Produktportfolio erstreckt auf alle wichtigen Bereiche wie Rohbau, Oberflächentechnik und Montage. Lauer schlägt den Bogen von klassischen Textanzeigen über komplexe Bedienfelder hin zu PC-basierten Bediensystemen. Begonnen hat die Entwicklung mit einer Textanzeige aus der LCA-Serie, gefolgt von den PCS-Bedienfeldern. Die ersten Industrie-PCs mit TFT-Displays für die Automobil-Industrie stammen von Lauer. Heute ist diese Technologie Standard in den unterschiedlichsten Fertigungsbereichen. Ende der 90er- Jahre kam die HMI-Hardware für das Embedded-System WIN CE hinzu, die besonders in der Fördertechnik sehr verbreitet ist. Auf Basis der neuen Pen-tium-M-Technologie erschließt sich das Unterensinger Unternehmen neue Möglichkeiten für Industrie-PCs.

Viel Power - wenig Verlustleistung

Die neuen Prozessoren sind in ihrer Leistung mit Pentium-4-Prozessoren vergleichbar. Für HMI-Systeme resultiert daraus nicht nur eine höhere Performance sondern auch eine geringere Verlustleistung - dies ermöglicht erstmals komplett lüfterlose Systeme. In Geräten mit herkömmlichen Prozessoren entsteht eine Wärmemenge, die nur noch schwer abtransportiert werden kann. Pentium M oder auch Celeron M benötigen einen Kühlkörper, aber keinen Lüfter. Die Verlustleistung liegt bei etwa 20 bis 50 Watt.

Seitdem der Industrie-PC in industriellen Umgebungen Verbreitung gefunden hat, wird über die Tauglichkeit dieser Technologie diskutiert. Probleme gibt es vor allem mit beweglichen Teilen wie Harddisk, CD- oder FD-Laufwerken, Lüftertechnik oder Prozessoren. Heute hat sich die Ansicht durchgesetzt, diese Komponenten als Verschleißteile zu betrachten. Bei zentralen Teilen wie Festplatte oder Prozessorlüfter kann dieser Verschleiß aber zu immensen Kosten führen - wenn ein Ersatzteil überhaupt verfügbar ist.

Klassisch oder embedded

Durch weiter entwickelte Flash-Technologien sind mit Betriebssystemen wie embedded XP komplette, kompatible Geräte ohne jegliche bewegliche Teile realisierbar. Elektronik-Systeme Lauer stellt mit seinem Embedded Pentium M einen Rechner vor, der sowohl als klassischer Industrie-PC mit Harddisk, PCI-Slots und Standard-Betriebssystem oder auch als Embedded-System mit zwei Flashsystemen und embedded XP angeboten wird.

Das System ist je nach Anforderung auch mit Harddisk und Flash-Speichern erhältlich. In den Standardmodellen arbeiten Festplatten mit erweitertem Temperaturbereich oder auch Festplatten mit einer speziellen Lagerung. Dies soll vor allem in vibrationsintensiven Umgebungen schützen. Optional ist neben den normalen Gleichstrom-Netzteilen mit 24 Volt ein lüfterloses 230-Volt-Wechselstrom-Netzteil lieferbar.

Selbstverständlich sind Netzfilter integriert, zur Sicherung gegen die oft sehr instabilen Industrienetze.

Kühlkonzepte bis 55 °C

Laut Harald Schröppel, Entwicklungsleiter bei Lauer, ist der Vorteil des Systems in erster Linie das Verlustleistungskonzept: „Wir haben lange experimentiert mit reinen passiven Kühlungskonzepten, die das System aber sehr komplex machen. Um die Systeme für die üblichen Industrietemperaturen von 45 °C auszulegen, werden die Kühlkörper sehr schwer. Besser hat sich ein drehzahlgeregelter Qualitätslüfter bewährt, der bei optimaler Drehzahl das System bis 55 °C problemlos betreiben lässt.“ Selbst bei einem intern umwälzenden Lüfter sei das System immer noch bis 45 °C ausgelegt. Lauer verwende dafür ausschließlich Qualitätslüfter mit einer Lebensdauer von 80.000 Stunden.

Alle verwendeten Komponenten sind langzeitverfügbar und bieten dem Anwender die Möglichkeit, das System über einen langen Zeitraum einzusetzen und mit Images arbeiten zu können. Die Serviceabteilung muss sich nur auf ein System einarbeiten, kurzfristige Test-, Einführ- und Servicezyklen entfallen.

Schnittstellen-Reichtum

Die integrierte Riser-Card bietet zwei PCI-Steckplätze. Ferner umfasst das HMI-System zahlreiche Schnittstellen: zweimal Ethernet, vier USB der Version 2.0, drei RS232, eine parallele Druckerschnittstelle sowie je ein VGA- und PS/2. Die Anlagen gibt es als reine Schaltschrankrechner oder in Kombination mit 12”-, 15”-, 17”- und 19”-TFT-Displays - mit Touch- oder Key-Front.

Der jetzt konzipierte EPC Pentium M ist nach Aussage von Lauer aufgrund der geringen Verlustleistung, langer Verfügbarkeit und der reinen Embedded-Variante die Zukunft des Industrie-PCs.

Oliver Gekele, Lauer

Erschienen in Ausgabe: 02/2005