Was ist ein Industrie-Panel-PC? Komponenten, Typen und Anwendungsbereiche

Ein Industrie-Panel-PC ist ein Computer mit integriertem Display – in der Regel einem Touchscreen –, der für den Einbau in Industrieanlagen oder Arbeitsbereiche konzipiert ist. Er vereint Rechnerhardware und eine Bedienerschnittstelle in einer Baueinheit. Je nach Anwendungsfall kann er den Maschinenstatus anzeigen, Bedienbefehle entgegennehmen, Produktionsdaten aufzeichnen oder Anlagensoftware ausführen.

Im Gegensatz zu einem Touch-Monitor verfügt ein Panel-PC über einen eigenen Prozessor, Arbeitsspeicher und Speicherplatz. Die Anwendung wird lokal ausgeführt, anstatt dass ein separater Computer für die Darstellung der Bildschirminhalte zuständig ist.

Was steckt in einem industriellen Panel-PC?

Hinter dem Bildschirm befinden sich die Rechnerhardware, die Stromversorgungsschaltungen und die Anschlüsse, die für den Betrieb der Anwendung und die Kommunikation mit anderen Geräten erforderlich sind.

Komponente	Was es bewirkt
Display und Hintergrundbeleuchtung	Erstellen Sie die visuelle Darstellung einschließlich Bedienelementen, Alarmen, Anweisungen und Prozessdaten.
Berührungssensor und Steuerung	Berührungsbefehle erkennen und an den Computer weiterleiten. Projektiv-kapazitive und resistive Touchscreens sind gängige Optionen.
Prozessor und Hauptplatine	Das Betriebssystem und die Anwendung ausführen, Daten verarbeiten und angeschlossene Geräte verwalten. Zu den Plattformen gehören x86- und ARM-Architekturen.
Speicher und Speicherkapazität	Im RAM werden Arbeitsdaten gespeichert. Auf einer SSD oder einem integrierten Speicher befinden sich das Betriebssystem, die Anwendungen und die gespeicherten Dateien.
Stromversorgungsschaltung	Wandelt die angegebene Eingangsspannung in die intern benötigten Spannungen um. Der Eingangsbereich und die Schutzfunktionen variieren je nach Modell.
Kommunikationsschnittstellen	Verbinden Sie Netzwerke, Steuerungen und Peripheriegeräte über Schnittstellen wie Ethernet, USB und serielle Anschlüsse.
Gehäuse- und Kühlkomponenten	Die Baugruppe stützen, Befestigungspunkte bereitstellen und Wärme von den internen Komponenten ableiten.

Die Hardware benötigt zudem ein unterstütztes Betriebssystem, Treiber und Anwendungssoftware. Windows, Linux und Android sind auf verschiedenen Plattformen verfügbar, lassen sich jedoch nicht auf jedem Gerät beliebig austauschen.

Auch für Verbindungen ist Softwareunterstützung erforderlich. Ein Ethernet-Anschluss ermöglicht zwar eine Netzwerkverbindung, macht den Panel-PC jedoch nicht automatisch mit jedem industriellen Kommunikationsprotokoll kompatibel.

Wie funktioniert ein Industrie-Panel-PC?

Stellen Sie sich eine Verpackungsmaschine vor, in deren Schranktür ein Panel-PC eingebaut ist. Der Bediener wählt ein Rezept aus, gibt eine Zielmenge ein und startet einen Produktionsdurchlauf.

1. Der Touchscreen erkennt die Eingabe. Der Touch-Controller meldet die Interaktion an das Betriebssystem, das sie an die Anwendung weiterleitet.
2. Die Anwendung bearbeitet die Anfrage. Es überprüft die eingegebenen Einstellungen und sendet den entsprechenden Befehl oder die entsprechenden Daten an die Maschinensteuerung.
3. Das Steuerungssystem steuert den Betrieb der Maschine. In einer typischen SPS-basierten Anlage steuert die SPS den Maschinenablauf sowie die angeschlossenen Ein- und Ausgänge.
4. Der Panel-PC zeigt Rückmeldungen an. Die Anwendung liest den Maschinenstatus aus, aktualisiert die Produktionszahlen und zeigt Alarme an. Außerdem kann sie Datensätze speichern oder an einen Server senden.

Der Panel-PC bildet die Schnittstelle zwischen dem Bediener und der Anwendung. Die genaue Arbeitsaufteilung hängt vom jeweiligen System ab: Einige Geräte führen lokale Software aus, während andere eine browserbasierte Anwendung anzeigen, die an einem anderen Ort gehostet wird.

Ein Panel-PC ist nicht automatisch ein Ersatz für eine SPS. Eine PC-basierte Maschinensteuerung erfordert eine geeignete Steuerungssoftware sowie entsprechende E/A- und Zeitabläufe. Sicherheitsfunktionen erfordern zudem eine geeignete Sicherheitssteuerungsarchitektur; eine gewöhnliche Touchscreen-Anwendung bietet dies allein nicht.

Was macht einen Panel-PC zu einem Industrie-Panel-PC?

Ein All-in-One-Computer für den Bürogebrauch vereint ebenfalls einen Bildschirm und einen Prozessor. Ein industrieller Panel-PC ist speziell auf die Einbaubedingungen, Betriebsbedingungen und Supportanforderungen von Industrieanlagen ausgelegt.

Mechanische Integration

Die Baugruppe lässt sich in einen Schrankausschnitt einbauen, in einem Kiosk montieren oder an einem Tragarm befestigen. Ihr Rahmen, ihre Befestigungspunkte, die Positionen der Anschlüsse und ihre Einbautiefe beeinflussen, wie sie in die Maschine integriert wird.

Bei einem schrankmontierten Modell sieht der Bediener möglicherweise nur eine versiegelte Frontblende, während sich der Computer, die Anschlüsse und die Kühlflächen im Inneren des Schranks befinden.

Schutz der Umwelt

Je nach Modell können zu den Merkmalen eine Abdichtung der Frontplatte, erweiterte Betriebstemperaturbereiche und Beständigkeit gegenüber bestimmten Vibrationsbedingungen gehören.

Diese Eigenschaften unterliegen bestimmten Einschränkungen. Eine Schutzart IP65 an der Vorderseite bedeutet nicht, dass das hintere Gehäuse und die Anschlüsse denselben Schutz bieten. Eine Schutzart allein garantiert zudem keine Beständigkeit gegen Reinigungschemikalien, Kondenswasser oder längere Einwirkung von Witterungseinflüssen im Freien.

Wärmemanagement

Lüfterlose Modelle leiten die Wärme über Wärmeverteiler, Kühlkörper oder das Gehäuse ab. Lüftergekühlte Modelle nutzen einen Luftstrom, um die Wärme abzuführen.

Bei beiden Konfigurationen muss die Wärme irgendwohin abgeleitet werden. Ein hinter einer Schranktür installierter Computer arbeitet mit der Luft, die sich hinter dem Gehäuse befindet, die deutlich wärmer sein kann als die Raumluft.

Unterstützung für wiederholte Bereitstellung

Gerätehersteller benötigen möglicherweise über aufeinanderfolgende Produktionschargen hinweg dieselbe Hardwarekonfiguration sowie unterstützte Treiber, Serviceunterlagen und Hinweise zu Komponentenänderungen.

Diese Bestimmungen tragen dazu bei, die Konstruktion einer Maschine über einen längeren Zeitraum hinweg beizubehalten, sollten jedoch mit dem Lieferanten abgeklärt werden. Der Begriff “industriell” garantiert keine bestimmte Lebensdauer, Lieferfrist oder Betriebstemperatur.

Gängige Typen von industriellen Panel-PCs

Panel-PCs werden üblicherweise anhand ihres Gehäuses und ihrer Einbauart beschrieben. Diese Kategorien können sich überschneiden.

Typ	Anordnungsschema	Was die Beschreibung aussagt
Einbau in Schalttafel	Passt durch eine Aussparung, sodass die Blende an der Vorderseite sichtbar bleibt und der Rechnerteil hinter der Blende verbleibt.	Konzipiert für den Einbau in eine Schalttafel oder einen Schaltschrank. Die Frontabdichtung hängt von der jeweiligen Einbausituation ab.
Offener Rahmen	Wird mithilfe eines Rahmens oder spezieller Befestigungspunkte im Inneren einer Maschine oder eines Kiosks montiert.	Zur Integration in die umgebende Konstruktion des Geräteherstellers vorgesehen. Die erforderlichen Umweltschutzmaßnahmen müssen bei der Endmontage berücksichtigt werden.
Vollständig geschlossen	Verfügt über ein fertiges Gehäuse für die Aufputzmontage, häufig an einer Halterung oder einem Tragarm.	Der Computer ist gekapselt, doch die tatsächliche Schutzart muss noch bestätigt werden.

VESA beschreibt eine Befestigungsschnittstelle, keine Schutzklasse. Ein Gerät kann sowohl über Funktionen für den Schalttafeleinbau als auch über VESA-Befestigungslöcher verfügen. Ebenso bezieht sich der Begriff “lüfterlos” auf die Kühlungsart und nicht auf die Wasserdichtigkeit des Gehäuses.

Wofür werden industrielle Panel-PCs verwendet?

Die Anwendung bestimmt, welche Funktionen der Panel-PC erfüllt. Geräte, die äußerlich ähnlich aussehen, können ganz unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

Bedienoberflächen für Maschinen

Ein Panel-PC kann HMI-Software (Human-Machine Interface) für die Rezepturauswahl, die Parametereingabe, die Alarmhistorie und Wartungsbildschirme ausführen. Er ermöglicht es den Bedienern, von einem festen Bedienplatz aus mit dem Steuerungssystem der Maschine zu interagieren.

Terminals für Produktion und Rückverfolgbarkeit

An einer Montagestation kann die Anwendung Arbeitsanweisungen anzeigen, Eingaben von einem Barcode-Scanner empfangen und abgeschlossene Arbeitsschritte unter einer Teilenummer erfassen. Der Panel-PC verknüpft die Arbeit des Bedieners mit dem Produktionsprotokoll.

Prüf- und Teststationen

Ein Panel-PC kann Messwerte anzeigen, einen Bediener durch einen Prüfablauf führen und Ergebnisse speichern. Mit geeigneter Rechenhardware und Software kann er zudem Prüfdaten lokal auswerten. Kameras und Messgeräte bleiben dabei separate Systemkomponenten.

Kiosksysteme und Selbstbedienungsgeräte

In einem Kiosk läuft auf dem Panel-PC die Benutzeroberfläche, und er kommuniziert mit Geräten wie Scannern, Druckern und Zahlungsterminals.

Die Aufstellungsart bestimmt nach wie vor die Umgebungsanforderungen. Ein Terminal im Innenbereich und eines, das Sonnenlicht und Regen ausgesetzt ist, können zwar dieselbe Transaktion ausführen, erfordern jedoch sehr unterschiedliche Displays, Kühlungsmaßnahmen und Gehäuse.

Wann ist ein Industrie-Panel-PC sinnvoll?

Ein Panel-PC ist dann sinnvoll, wenn sich Bildschirm und Rechenhardware am selben Einsatzort befinden. Dadurch lassen sich separate Montagearbeiten reduzieren und die externen Video- und Touch-Kabel zwischen Monitor und Host-Computer entfallen. Anschlüsse für Strom, Netzwerk und Peripheriegeräte sind weiterhin erforderlich.

Ein separater Computer und Monitor können praktischer sein, wenn die Hardware an einem anderen Standort betrieben werden muss, häufig aufgerüstet oder eigenständig ausgetauscht werden soll. Integrierte Geräte unterscheiden sich zudem hinsichtlich ihrer Wartungsfreundlichkeit; eine defekte Komponente erfordert nicht zwangsläufig den Austausch des gesamten Panel-PCs.

Wenn Sie noch unentschlossen sind, ob die Rechenleistung in das Display integriert sein sollte, lesen Sie unseren Vergleich zwischen Panel-PC und Touch-Monitor. Informationen zur Anordnung der Geräte und zu Wartungsaspekten finden Sie in der Vergleich zwischen Panel-PC und Box-PC.

Sobald die Systemkonfiguration klar ist, verwenden Sie die Leitfaden zur Auswahl von Industrie-Panel-PCs um sich mit der Software, den Installationsanforderungen und der Validierung von Stichproben auseinanderzusetzen.

Im Rahmen eines OEM-Projekts kann Eagle Touch das Display, die Rechenplattform, die Schnittstellen und die Befestigungslösung gemeinsam prüfen. Entdecken Sie unsere Maßgeschneiderte industrielle Panel-PC-Lösungen, oder senden Sie uns Ihre Anwendungsbeschreibung und Ihre Konstruktionszeichnung, damit wir mit der Konfigurationsprüfung beginnen können.