Bereits in der frühen Realisierungsphase des Industrie-PC Simatic HMI IPC477C stellte sich die Frage nach der künftigen Prozessortechnologie: Sind die im Consumer-Bereich so beliebten Atom-Prozessoren von Intel die richtige Plattform für den Nachfolger des Panel- PC 477B? Schließlich ist die extrem niedrige Verlustleistung von Prozessor und Chipsatz auch für den Einsatz im industriellen Umfeld eine sehr interessante Eigenschaft: Sie ermöglicht, den Industrie-PC selbst bei hohen Umgebungstemperaturen und unter schwierigen Einbauverhältnissen einfach zu entwärmen.

Blieb zu klären, ob der aktuelle Atom- Prozessor hinsichtlich Performance ein „würdiger" Prozessor-Nachfolger für den Panel PC 477B sein könnte. Dessen Rechenleistung ist heute und in den nächsten Jahren skalierbar, angefangen beim preiswerten Intel Celeron-M-Prozessor mit 1 GHz Taktfrequenz bis zum Pentium- M-Prozessor mit 1,4 GHz. Alle CPU-Typen zeigen, dass sie in den Zielapplikationen die heutigen und zukünftigen Anforderungen erfüllen.

Performance-Vergleich einer Atom-CPU mit Intel Core-2-Duo-Prozessoren wie sie beim HMI IPC477C zum Einsatz kommen: Die Leistungsreserven heutiger Atom-Prozessoren reichen für typische Applikations-Szenarien im Maschinen- und Anlagenbau nicht aus.

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Bei neuen Maschinenkonzepten fordern Anwender im Sinne des Investitionsschutzes jedoch mehr Performance- Reserven. Benchmarks zeigen, dass dieses Ziel mit den heute verfügbaren Atom-Prozessoren nicht ausreichend gesichert ist. Daher kommt bei den Panel-PCs der C-Generation die Core-2-Duo-Technologie zum Einsatz. Diese hat in der Ultra-Low-Voltage-Variante (ULV) gegenüber der aktuellen Baureihe eine vergleichbare Verlustleistung, aber eine Performance-Steigerung um bis zu 80 % gegenüber dem vorherigen Gerät. Und mit den drei Prozessorvarianten der Core-2-Duo-Familie sind die Geräte noch breiter skalierbar:

Für preissensitive Anwendungen gibt es einen Prozessor, der bereits mehr Rechenleistung als das bisherige Pentium-M-Modell bereitstellt. Und am oberen Ende der Skala sorgt der Core-2-Duo-Prozessor mit 1,2 GHz für Rechenleistung, die bisher nur den wesentlich teureren und nur mit Lüfter betreibbaren Panel-PCs vorbehalten war. Das Merkmal der Embedded-Automation- Familie - der lüfterlose Einsatz bei Umgebungstemperaturen bis +50 °C - bleibt damit auch beim HMI IPC477C erhalten. Alle eingesetzten Prozessoren stehen auf der „Intel Embedded Roadmap". Damit ist sichergestellt, dass Maschinenbauer die Gerätereihe wiederum über eine lange Zeit technisch unverändert, das heißt Image-kompatibel, beziehen können.

Mehr und sicherer Speicher

Viele Anwender setzen beim Vorgängermodell (Panel PC 477B) zwei Compact- Flash-Karten (CF-Karten) ein. Auf der intern verbauten CF-Karte befindet sich meist das Betriebssystem und die Applikations- Software, beispielsweise die Soft-SPS „Simatic WinAC RTX" oder die HMI-Software „Simatic WinCC flexible". Die zweite CF-Karte wird häufig zur Archivierung der Prozess- und Visualisierungsdaten genutzt. Von außen zugänglich, unterstützt sie den schnellen Wechsel bei einer Umrüstung auf neue Maschinenaufträge oder bei einem Daten-Backup.

Simatic-Compact-Flash-Karten stehen mit Kapazitäten von bis zu 8 GByte zur Verfügung. Trotzdem gibt es Applikationen, die noch mehr Speicherplatz erfordern. Viele Anwender lehnen jedoch den Einsatz von Festplatten direkt an der Maschine ab und nutzen stattdessen flashbasierte Massenspeicher. Der Grund: Ohne zusätzliche Schwingungsdämpfung können bei konventionellen Festplatten sehr leicht Schreib-/Lesefehler auftreten. Im schlimmsten Fall führen die Erschütterungen zu einem vorzeitigen Ausfall der Festplatte und damit zum Datenverlust. In Verbindung mit speziellen Funktionen ist die Massenspeicher-Technologie Solid-State-Disk (SSD) eine passende Alternative, da sie keine empfindlichen Schreib-/Leseköpfe hat sowie einbauund schnittstellenkompatibel zu 2,5- Zoll-Festplatten ist.

Ein Manko haben Solid-State-Disks: Der eingesetzte Flash-Speicher verträgt technologiebedingt keine unendliche Anzahl von Schreibzyklen. Deshalb haben die beim HMI IPC477C verwendeten SSDs einen sogenannten „Wear Levelling Controller", der für eine gleichmäßige Verteilung der Schreibzugriffe über das gesamte Speichervolumen sorgt.

Dies verlängert die MTBF (Meantime before failure) deutlich. Mit SSD ist es möglich, bis zu 32 GByte Daten mit der Robustheit einer industrietauglichen CF-Karte zu speichern. Für zusätzliche Betriebssicherheit sorgen die vom Hersteller mit dem Betriebssystem Windows XP embedded bereitgestellten Funktionen wie der „Enhanced Write Filter" (EWF). Die Software verhindert zuverlässig jeden Schreibversuch auf den Massenspeicher - entweder komplett oder nur auf einzelne Partitionen. Viren können sich dann immer noch im Hauptspeicher installieren, sind aber nach dem nächsten Systemstart sicher entfernt.

Flexibilität auf breiter Front

Im IPC-Umfeld sind die Schnittstellen für die Integration in das Automatisierungskonzept entscheidend. Die IPCFamilie unterstützt daher neben einer seriellen Schnittstelle (RS232) vier USB-Ports. Als „High Current"-Variante (500 mA) ausgeführt, können darüber auch optische Laufwerke ohne zusätzliche Stromversorgung betrieben werden. Neben zwei Standard-Ethernet- Schnittstellen gibt es Varianten mit integriertem Profibus/MPI- und mit Profinet- I/O-Interface.

Über die DVI-ISchnittstelle können die Rechner analoge (VGA) und digitale Monitore (DVI-D) als zweite Bedieneinheit ansteuern. Der zweite Bedienplatz, beispielsweise ein einbaukompatibler Flat-Panel-Monitor, darf bis zu 30 m entfernt vom Rechner stehen und zeigt entweder den gleichen Bildschirm-Inhalt (Clone Desktop Mode) oder ein anderes Bild (Extended Mode) an.

Bei den Displays stehen Varianten mit 12, 15 und 19 Zoll Diagonale und Handschuh- bedienbarem Touchdisplay zur Verfügung. Die 12- und 15-Zoll-Geräte sind auch mit 36 Funktionstasten, den PC-üblichen Steuertasten sowie numerischen/ alphanumerischen Tastenfeldern verfügbar. Bei diesen Varianten ist das Display durch eine gehärtete und entspiegelte Mineralglasscheibe geschützt, der selbst Funkenflug, zum Beispiel im Umfeld von Schweißanlagen, nichts anhaben kann. Generell sind die Panel-PC-Fronten gegen eine Vielzahl an industriell genutzten Produktions- und Reinigungsflüssigkeiten resistent.

Raus aus dem Schaltschrank

Immer häufiger wollen Anwender den Panel-PC direkt am „Ort des Geschehens" installieren. Der Grund: die kompakte Bauweise der Maschinen und deren Schaltschränke. Da bleibt kein Platz für den Panel-PC. In der Vergangenheit wurden die Panel-PCs in voluminöse Steuergehäuse eingebaut. Diese Lösung hatte oft nicht nur optische Mängel, sondern auch die Entwärmung des Panel-PC im geschlossenen Gehäuse führte entweder zur Reduzierung der zulässigen Umgebungstemperatur oder erforderte aufwendige Kühlungskonzepte.