Front-End mit Embedded-Qualität

INDUSTRIE-PC - Mit Windows als De-facto-Standard für die Benutzerschnittstelle hat sich der PC als offenes System in allen Bereichen der Wirtschaft einen festen Platz gesichert. Bei zahlreichen industriellen und kommerziellen Anwendungen stehen jedoch Sicherheit und reibungsloser Betrieb weit mehr im Vordergrund als eine universelle Hardware. Da ist die vielgerühmte Offenheit nicht nur hinderlich, sondern kann sogar zur ernsthaften Gefahr werden. Ein neuer Panel-PC auf Sockel-Super-7-Basis vereinigt einschließlich Stromversorgung alles auf einer Baugruppe und ermöglicht geschlossene, kompakte PC-Lösungen, die sich sogar hinter einem 8´´-Display verstecken lassen.

02. April 2002

Was auf Geld- und Fahrkartenautomaten, Chipkarten-Terminals und vergleichbare Anwendungen zutrifft, gilt ebenso für Front-End-Rechner in Leitständen und dezentralen Bedienstationen oder beispielsweise für PC-basierte Kassen- und Warenbestellsysteme: sie benötigen weder Festplatten, Floppies noch CD-ROM-Laufwerke - selbst dann nicht, wenn das Betriebsystem Windows heißt. Wichtig ist bei diesen Anwendungen vielmehr, daß die Hardware weder manipulierbar ist, noch zum Missbrauch taugt, zum Beispiel wenn gelangweilte Mitarbeiter Spiele-Software und dergleichen einspielen. Der Zufriedenheit von Anwenderseite kann man sich jedoch auf jeden Fall sicher sein, wenn das System auch unter rauen Umgebungsbedingungen stabil läuft und den Dienst klaglos über die gesamte Lebensdauer versieht. Steht somit der Einsatzzweck von vornherein genau fest, ist der Gedanke an ein ständiges Auf- und Umrüsten des Systems praktisch bedeutungslos.

Zusatzkarten überflüssig

Der Panel-PC vom Prozessrechnerspezialisten KWS, Ettlingen, wurde genau für solche Anwendungen optimiert. Das bedeutet, daß die Systemplatine einerseits bereits alle notwendigen Komponenten vom Netzteil bis zum Touch-Screen-Controller enthält, während das Konzept des Herstellers andererseits vorsieht, auf alles Überflüssige zu verzichten. Mit letzterem sind wackelige Zusatzkarten, windige Steckverbindungen und auch rotierende Massenspeicher gemeint. Folglich sucht man auf dem Board ISA- oder PCI-Slots vergebens. IDE- und Floppy-Anschlüsse sind zwar vorhanden, ihre Funktion lässt sich aber in der Regel durch eine Compact-Flash-Card oder das Ethernet ersetzen. Typische Anwendungen greifen ohnehin nur noch via Netzwerk - sei es lokal (LAN) oder regional (WAN) - auf die Prozeßdaten oder ein zentrales Datenbank-Managementsystem zu. Laufwerke für Wechselmedien verbieten sich häufig aus Sicherheitsgründen von selbst. Setzt man außerdem stromsparende Prozessoren aus dem Mobil-Bereich ein, entfällt auch die Notwendigkeit eines CPU-Lüfters. Insgesamt lassen sich so ausfallgefährdete mechanische Komponenten auf nahezu null reduzieren.

Damit wird der Panel-PC einem Anforderungsprofil gerecht, das ansonsten charakteristisch für Embedded-Lösungen ist. Im Gegensatz zu diesen handelt es sich beim Panel-PC jedoch hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Funktionalität um einen ausgewachsenen PC. Das Design auf Basis des Sockel Super-7 mit bis zu 100 MHz Front-Side-Bus gestattet es, den Prozessor bestmöglich an die Aufgabenstellung anzupassen. Dazu kommen verschiedene Embedded- oder Mobil-CPUs der Pentium-Klasse in Frage, zum Beispiel Intels Tillamook, eine besonders stromsparende Variante des Pentium-MMX mit 233-MHz. Für höhere Leistungsansprüche stehen AMDs Mobil-CPUs mit 3DNow!-Technologie vom K6-2E+/350 bis hin zum K6-IIIE+ mit 550 MHz zur Verfügung. Aufgrund höherer Unempfindlichkeit gegen Vibrationen kommt anstelle von Standard-Speicher ein SO-DIMM aus dem Portable-Markt zum Einsatz. Je nach Bedarf sind damit Arbeitsspeicher von 32 bis 256 Mbyte konfigurierbar.

Nicht größer als ein 8´´-Display

Interessant sind die geringen Abmessungen der PC-Baugruppe. Mit 205 x 170 mm paßt die Platine fast zweimal auf einen DIN-A4-Bogen; die Abmessungen entsprechen denen eines 8& pos;& pos;-Displays. Kombiniert mit einem solchen ergibt sich eine Einbautiefe von lediglich 45 mm. Angesichts dieser Kompaktheit ist es umso erstaunlicher, welche Funktions- und Schnittstellenvielfalt KWS auf dem Board untergebracht hat. Das System erhebt immerhin den Anspruch, ohne eine einzige Zusatzkarte auszukommen. Neben Standardfunktionen wie zwei seriellen und einer parallelen Schnittstelle, Maus-, Tastatur-, USB-, Floppy- sowie IDE-Anschluß für zwei Festplatten gibt es als Besonderheiten unter anderem Interfaces für Ethernet-10/100- mit Remote-Wake-Up-Fähigkeit, CAN-Bus- und PC104. Während Ethernet im Rahmen der Netzwerkfähigkeit heute unverzichtbar ist, lassen sich über CAN einige Sensoren und Aktoren direkt vom System aus ansprechen. Sollten ansonsten noch irgendwelche Erweiterungen notwendig sein, bietet der Markt zahlreiche PC104-Module, die sich im Gegensatz zu ISA-Karten mechanisch robust und kontaktsicher integrieren lassen. On-board befindet sich weiterhin ein Sockel für eine Compact-Flash-Karte. Sie ist bootfähig und empfiehlt sich bei vielen Anwendungen als Festplattenersatz.

Die Grafikeinheit mit 4 MB internem RAM läßt sich auf gängige Auflösungen zwischen 640 x 480 und 1024 x 768 Pixeln mit 24 Bit Farbe und 75 Hz Refreshrate einstellen. Sie unterstützt Features wie „dual application& uot; und „dual view& uot; (dual head). Darüberhinaus dient eine 40polige Stiftleiste zum Anschluss von LC-Displays (TFT und DSTN) in 5-V- oder 3,3-V-Technik. Hier sind Auflösungen bis 1280 x 1024 Pixel mit einer Farbtiefe von 24 Bit möglich. Als sinnvolle Ergänzung befindet sich ein Touch-Screen-Controller zum direkten Anschluss von EloTouch- und MicroTouch-Sensoren ebenfalls on-board. Zu den weiteren Systemfunktionen gehören neben der obligatorischen Echtzeituhr ein Audio-Chip mit Anschlüssen für Mikrofon, Lautsprechern links/rechts und Mono-Ein-/Ausgang. Die Systemsicherheit kann man über Watch-Dog, Temperatur- und Spannungsüberwachung sowie einen Low-Battery-Port kontrollieren.

Konfigurationen für zahlreiche Einsatzfälle

Abgerundet wird der in einem massiven Aluminiumrahmen untergebrachte Panel-PC durch ein integriertes Schaltnetzteil für 24-V-Speisung. Es ist in der Lage auch zusätzliche Laufwerke mit den nötigen 5- und 12-V-Spannungen zu versorgen. Aufgrund der niedrigen Verlustleistung des Gesamtsystems genügt es, die Wärme per Konvektion über die Alu-Rückwand abzuleiten. Insgesamt erhält der Anwender damit ein Komplettsystem, das diesen Namen wirklich verdient. KWS liefert den Panel-PC zusammen mit beliebigen Displays aus, wobei der Hersteller auch gerne ausgefallenere Kundenwünsche berücksichtigt. Dazu zählen beispielsweise gebürstete Messingtafeln für den dekorativen Einbau oder Panzerglasfronten, die das System gegen Gewalteinwirkung und Vandalismus schützen.

Aufgrund der dominierenden Marktdurchdringung von Windows-Systemen ist das Einsatzgebiet für den Panel-PC nahezu unbegrenzt. Mit seinem robusten, industriegerechten Aufbau, der umfassenden Schnittstellen-Bestückung und anpassbaren Prozessorleistung lassen sich preiswerte und kompakte Konfigurationen für jeden Anwendungsfall zusammenstellen. Mit CPUs aus verschiedenen Quellen für den Sockel Super-7 wagt der Hersteller aus Ettlingen Lieferzusagen von fünf Jahren. Dies ist für die schnelllebige PC-Welt ungewöhnlich lange. Typische Anwendungen im Industriebereich sind vernetzte Bedien- und Visualisierungs-Front-Ends. Mit den direkten Anschlußmöglichkeiten für Sensoren und Aktoren sind ebenso integrierte Fertigungssteuerungen mit einer Soft-SPS realisierbar. Zahlreiche weitere Einsatzmöglichkeiten finden sich zum Beispiel bei Bestellsystemen in der Gastronomie, an Kassen, in Verkehrsleitsystemen, bei Informationssystemen in öffentlichen Gebäuden, Kaufhäusern, Messehallen oder in Terminals zur Zugangskontrolle für Türen und Tore.

Erschienen in Ausgabe: 03/2001