Doppelpass zur Arbeitseffizienz

Nach Informationen der TL Electronic GmbH in Bergkirchen

Zu den wichtigsten Anforderungen an die Bedienung einer Maschine oder Anlage gehören einerseits das ermüdungsfreie, sichere Arbeiten, das einfache Handling sowie die perfekte Ergonomie der Bedienelemente. Andererseits sind die Ansprüche an Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit sowie die leichte Integration der eingebauten Steuereinheit entscheidend.

Für die unterschiedlichen Applikationen kombiniert TL Electronic in Bergkirchen bei München eine neue Generation von Panel-PCs mit innovativen Gehäusen aus Aluminium oder Edelstahl. Der auf individuelle Industrie- und Panel-PC-Lösungen spezialisierte Hersteller konzipiert optisch ansprechende Mensch-Maschine-Schnittstellen z.B. für Werkzeugmaschinen, die Lebensmittelindustrie oder die Logistik.

Noch vor zehn Jahren standen die Kapselung von Mensch-Maschinen-Schnittstellen und hohe Performance besonders durch die hohe Verlustleistung der Rechnereinheit 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. Die maximale Verlustleistung, Thermal Design Power (TDP), des Zweikernprozessors Core i3-3227U beträgt ganze 17 W. Die in der Panel-PC-Serie SlimLine WM ID70 eingesetzte CPU Atom D2550 erzeugt nur 10 W Abwärme.

„Zusätzlich zur niedrigen Wärmeentwicklung bei höherer CPU-Leistung beeinflusst die energieeffiziente Hintergrundbeleuchtung bei Panel-PCs die Wärmebilanz“, erklärt Alfred Molnar, Produktionsleiter bei TL Electronic. So lässt sich durch energieeffiziente CCFL-Technologie oder kontrastreichen LED-Backlights im Vergleich zu herkömmlichen Geräten bis zu 20 % Energie einsparen. Hinzu kommt, dass Komponenten moderner Panel-PCs verlässlich unter höheren Betriebstemperaturen arbeiten können. „Wir projektieren je nach Einsatzgebiet z.B. spezielle Speichermedien. Solid State Drives (SDD) oder Automotive HDD arbeiten über einen größeren Temperaturbereich zuverlässig“, ergänzt der PC-Experte. Gegenüber den üblichen Festplattenlaufwerken mit einer Betriebstemperatur bis maximal 55 °C wird der Bereich so auf bis zu 85 °C erweitert. Dem Gehäuse selbst kommt beim Temperaturmanagement ebenfalls eine große Rolle zu.

Die Abwärmekonvektion lässt sich durch den Aufbau und die Auswahl der Komponenten, mit Filterlüftern sowie einer ausgeklügelten Luftführung z.B. mit Heatpipes verbessern. Entscheidend in der Gesamtbetrachtung für das aktive oder passive Wärmemanagement ist die Umgebungstemperatur. „Durch die passive Wärmeableitung über das Gehäuse und die optimierte Luftumwälzung im Inneren kann man die Bedieneinheit bei Umgebungstemperaturen von 35 °C mit Schutzart IP65 bzw. 45 °C mit Schutzart IP54 einsetzen“, erläutert er. „Bei Anwendungen mit höheren Umgebungstemperaturen erweitern zusätzliche Klimatisierungslösungen den Temperaturbereich“, ergänzt der Produktionsleiter.

Im Zusammenspiel der Bedienlösung stellen die Gehäuse sicher, dass die Panel-PCs im industriellen Einsatz optimal geschützt sind. Zum einfachen Handling und für hohe Ergonomie sollten sich die Bedienpanels leicht und präzise drehen, heben und schwenken lassen, damit der Maschinenführer jederzeit die volle Kontrolle über die Maschine oder Anlage hat. „Dafür bieten wir verschiedene Montagemöglichkeiten der Gehäuse, z.B. Tragarmsysteme, Wandmontagen oder den Standfuß mit Rollen an“, so Alfred Molnar. Feste oder schwenkbare Rückwände bzw. Türen sowie die einfache Zugänglichkeit im Servicefall erhöhen die Bedien- und Wartungsfreundlichkeit.

„Wir integrieren auch weitere Komponenten unserer Kunden in die Gehäuse, konfektionieren die Kabel und Kabelführung im Tragarmsystem zusammen mit den Gewindeverschraubungen“, ergänzt der Alfred 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 kann man außerdem so genannte Schnittstellenklappen einbauen. Die platzsparenden Zugänge erfüllen geschlossen Schutzart IP65 gemäß IEC 60529, lassen sich an Front bzw. Rück- oder Seitenwand anbringen und individuell mit z.B. RJ45, seriellen Interfaces oder USB ausrüsten. Über die frontseitige Schwenktür gelangt man wartungsfreundlich zum Innenleben des Bediengeräts. Dabei ist der Anschlag wahlweise links oder rechts möglich.

Im Gehäuse lassen sich zudem Not-Aus-Schalter, Taster oder Bedienelemente integrieren. Bei den Eingabesystemen kann man aus verschiedenen Tastaturen in der Front oder im Pultgehäuse sowie Touchscreens, Trackball, Touchpad und Barcodescanner wählen. Alle Panel-PC-Frontplatten von TL Electronic haben ein Schutzglasscheibe. „Für Anwendungen mit Laser-Scanner oder Barcode-Lesern bieten wir optisch entspiegelte Glasoberflächen an“, beschreibt Alfred Molnar die Erweiterungen um Peripheriegeräte wie Barcode-Scanner. Kennzeichen dieser so genannten Antiflex-Beschichtung sind sehr geringe Restreflexion und maximale Durchlässigkeit ohne dass die Konturschärfe beeinträchtigt wird. „Durch diese kratzfeste Oberflächenbeschichtung kann der Anwender den Barcode-Scanner fast beliebig platzieren. Das speziell gehärtete Glas erlaubt jederzeit eine zuverlässige Kennung“, so der Produktionsleiter. Direkt am Gehäuse werden auf Wunsch auch Tastaturablagen angebracht, die sich optional auch neigen lassen.

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

Die Panel-PCs der Serie SlimLine ID70 mit dem energieeffizienten Atom-Prozessor D2550, eingebaut im Umgehäuse, sind nur 120 mm tief und bieten Schutzart IP65. „Damit setzt der Anwender einerseits auf eine kostengünstige und gleichzeitig leistungsfähige Rechnerleistung. Andererseits kann man die Gehäuse wiederverwenden, wenn man auf die nächste Panel-PC-Generation umsteigen und das Gerät austauschen will“, erklärt der PC-Fachmann. Die eingesetzten Panel-PCs verfügen über Displaydiagonalen von wahlweise 15 Zoll (38,1 cm) und einer Auflösung von 1024 x 768 Pixeln, 17 Zoll (43,2 cm) mit 1280 x 1024 Pixeln oder 19 Zoll (48,2 cm) mit 1280 x 1024 Pixeln. Zudem stehen bis 4 GB Arbeitsspeicher und verschiedene Festplatten zur Verfügung. Den Ausschnitt in der Gehäusefront für das Display des Panel-PCs kann man mittig oder auch versetzt wählen. Dadurch bleibt im Inneren Platz für weitere Eingabe- und Peripheriegeräte.

Für den Industrie-PC-Experten steht 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“, ist er sich sicher. „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“, sagt Alfred Molnar abschließend. ge

Die Panel-PC-Serie bietet vielfältige Konnektivität wie drei serielle COM-Schnittstellen (RS232/RS422/RS485), vier USB, zwei RJ45 für Gigabit-Ethernet sowie zwei PS/2, einen Audio-I/O und einen weiteren VGA-Ausgang. „Auch diese Bediengeräte-Serie setzen wir auf Kundenwunsch mit resistivem Touchscreen um“, erläutert der Produktionsleiter. Auch die Integration von Rugged-Touch-Systemen mit hoher Widerstandskraft ist realisierbar.