Stromversorgung für industrielle Panel-PCs: Wechselstrom, 12 V Gleichstrom, 24 V Gleichstrom oder breiter Spannungsbereich?

Die richtige Stromversorgung hängt davon ab, welche Anschlüsse Ihre Maschine bereits bietet. Prüfen Sie vor der Auswahl eines Panel-PCs, ob dieser an das Wechselstromnetz, einen externen Adapter oder die Gleichstromversorgung der Maschine angeschlossen werden kann.

Bei Gleichstromsystemen kann 12 V eine sinnvolle Wahl sein, wenn bereits eine geeignete 12-V-Versorgung vorhanden ist. Ein 24-V-kompatibles Gerät passt in viele Schaltschränke. Ein breiter Eingangsspannungsbereich ist nützlich, wenn derselbe Computer mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen oder bei größeren Spannungsschwankungen betrieben werden muss. Keine dieser Kennzeichnungen allein gibt Aufschluss über die Leistungsfähigkeit oder die Schutzfunktionen.

Bei der Auswahl eines Panel-PCs für eine industrielle Anwendung ist die Leistungsaufnahme nur einer von vielen zu berücksichtigenden Konfigurationsfaktoren. Sie sollten auch die Displaygröße, die Touch-Technologie, die Rechenplattform, die Einbauart und weitere Anwendungsanforderungen berücksichtigen. Einen umfassenderen Überblick über die verfügbaren Konfigurationen finden Sie in unserem Industrielle Panel-PC-Lösungen.

Wechselstrom- oder Gleichstromeingang: Wo findet die Umwandlung statt?

Die Unterscheidung ist ganz einfach, wenn man dem Kabel folgt.

Direkter Wechselstrom-Eingang. Der Panel-PC verfügt über ein AC/DC-Netzteil und kann an seinem dafür vorgesehenen Anschluss Wechselstrom aufnehmen. Überprüfen Sie die Nennspannung und -frequenz des gesamten Geräts; gehen Sie nicht davon aus, dass jedes Modell mit Wechselstrom-Eingang für jede Netzspannung geeignet ist. Durch diese Anordnung entfällt zwar ein separater Adapter, doch das interne Netzteil benötigt weiterhin Platz, Kühlung und Wartungszugang.

Externer AC/DC-Adapter. Wechselstrom wird in den Adapter eingespeist, dessen Gleichstromausgang mit dem Panel-PC verbunden ist. Der Computer selbst ist ein Gerät mit Gleichstromeingang. Ein Adapter mit der Aufschrift “100–240 V Wechselstrom-Eingang, 12 V Gleichstrom-Ausgang” macht den Gleichstromanschluss des Computers beispielsweise nicht für Netzspannung geeignet. Passen Sie die Ausgangsspannung, die Leistung, die Polarität und den Stecker des Adapters an das Gerät an.

Gleichstromversorgung des Schaltschranks. Ein im Schaltschrank montiertes Netzteil wandelt Wechselstrom vorgelagert in Gleichstrom um, oder das Gerät verfügt bereits über eine Gleichstromschiene. Der Panel-PC wird an diese Gleichstromquelle angeschlossen. Überprüfen Sie die verfügbare Kapazität unter Berücksichtigung anderer Verbraucher, insbesondere wenn die Stromversorgung gemeinsam mit Geräten genutzt wird, die kurzzeitige Stromspitzen verursachen.

Wählen Sie die Anordnung entsprechend den Anforderungen der Maschine hinsichtlich Stromverteilung und Wartung. Bei einer Einzelinstallation kann ein externer Adapter praktisch sein; eine vorhandene Gleichstromversorgung im Schaltschrank macht einen separaten Adapter möglicherweise überflüssig.

Die Wahl zwischen 12 V, 24 V und einem Gleichstrom-Eingangsbereich mit großem Spannungsbereich

Informieren Sie sich über den zulässigen Betriebsbereich, bevor Sie eine Spannung auswählen. “12 V DC” ist ein Nennwert, dessen Toleranz angegeben werden muss. “9–36 V DC” beschreibt einen kontinuierlichen Betriebsbereich, vorbehaltlich der Bedingungen des Herstellers. “12 V/24 V” ist mehrdeutig: Es kann sich um alternative Ausführungen handeln und nicht um ein Gerät, das beide Spannungen akzeptiert.

Eingabeoption	Wenn es passt	Was ist zu überprüfen?
12 V GLEICHSTROM	Das Gerät verfügt bereits über eine geeignete geregelte 12-V-Stromversorgung	Zulässige Toleranz, verfügbarer Strom und Leitungsverluste
24V DC	Ein Schaltschrank verteilt bereits 24 V	Tatsächliche Busgrenzen, gemeinsam genutzte Lasten und Nennleistungen der Verbindungsleitungen
Weitbereichs-Gleichstrom	Eine Konfiguration muss unterschiedliche Nennversorgungsspannungen oder größere Schwankungsbreiten abdecken	Genaue Betriebsgrenzen, Strom bei der niedrigsten Spannung und vorgeschriebene Schutzmaßnahmen

Diese Optionen überschneiden sich: Ein Gerät mit 9–36 V kann sowohl in 12-V- als auch in 24-V-Systemen eingesetzt werden. Das bedeutet jedoch nicht, dass es jede Störung auf einem der beiden Busse toleriert.

Der Einsatz im Außenbereich allein erfordert noch keinen breiten Eingangsbereich. Ein Kiosk, der über einen gut geregelten Adapter mit Strom versorgt wird, kann andere Anforderungen haben als ein batteriebetriebenes Terminal. Auch die Stromversorgung im Fahrzeug muss gesondert betrachtet werden: Bei einem Batteriesystem mit einer Nennspannung von 12 V kann es zu Startspannungsabfällen und Spannungsspitzen kommen, die außerhalb des Betriebsbereichs eines Panel-PCs liegen. Leitfaden von Texas Instruments zur Stromversorgungsauslegung in der Automobiltechnik erklärt, warum diese Bedingungen einer besonderen Berücksichtigung bedürfen.

Wann sich ein externer DC/DC-Wandler lohnt

Mit einem geeigneten Wandler kann ein reiner 12-V-Panel-PC an einer 24-V-Stromversorgung betrieben werden. Dies kann sinnvoll sein, wenn ein vorhandener Computer weiterverwendet werden soll oder bestimmte Anforderungen an die Galvanische Trennung erfüllt werden müssen.

Überprüfen Sie den Eingangsbereich, die geregelte Ausgangsleistung, die Startfähigkeit und die Dauerausgangsleistung des Wandlers bei der Installationstemperatur. Berücksichtigen Sie bei dem Vergleich auch die Umwandlungsverluste, den Einbauraum und die Verkabelung. Falls ein direkt kompatibler Panel-PC verfügbar ist, vergleichen Sie beide Komplettlösungen, anstatt nur den Kaufpreis des Computers zu betrachten.

Leistungskapazität und Spannungsabfall im Kabel prüfen

Beachten Sie die Systemanforderungen des Komplettsystems

Die CPU-TDP entspricht nicht dem Strombedarf des Panel-PCs. Auch die Hintergrundbeleuchtung des Displays, die Hauptplatine, der Speicher, die Lüfter und die stromversorgten Peripheriegeräte verbrauchen Strom.

Erkundigen Sie sich nach der maximalen Eingangsleistung und den Anlaufbedingungen für die bestellte Konfiguration. Ein Messwert, der im Leerlauf oder bei reduzierter Helligkeit ermittelt wurde, reicht nicht aus, um die richtige Größe des Netzteils zu bestimmen. Überprüfen Sie die verfügbare Ausgangsleistung bei der zu erwartenden Gehäusetemperatur und halten Sie die für die Anwendung empfohlene Sicherheitsmarge ein.

Eine höhere Nennstromstärke führt in der Regel nicht dazu, dass dem Computer zusätzlicher Strom zugeführt wird. Ein geregeltes Netzteil mit höherer Stromkapazität kann geeignet sein, sofern Spannung, Polarität, Stecker und andere Anforderungen übereinstimmen.

Warum das Gleichstromkabel wichtig ist

Betrachten wir einen beispielhaften Arbeitspunkt von 60 W am Gleichstromeingang des Panel-PCs:

• Bei 12 V beträgt der Eingangsstrom ungefähr 5A.
• Bei 24 V beträgt der Eingangsstrom ungefähr 2,5 A.

Bei gleichem Kabelwiderstand führt der geringere Strom zu einem geringeren Spannungsabfall und einer geringeren Erwärmung des Kabels. Das bedeutet jedoch nicht, dass der Computer bei 24 V nur die Hälfte der Leistung verbraucht oder dass ein Modell, das ausschließlich für 12 V ausgelegt ist, mit 24 V betrieben werden kann.

Berücksichtigen Sie sowohl die Hin- als auch die Rückleiter, die Kabellänge, den Leiterquerschnitt und den Anschlusswiderstand. Die am Computer anliegende Spannung muss unter den jeweiligen Lastbedingungen innerhalb des Nennbereichs bleiben. Modelle mit großem Eingangsspannungsbereich können ihren höchsten Eingangsstrom nahe dem unteren Ende des Bereichs aufnehmen.

Bei einem vorhandenen Gerät, das sich nicht einschalten lässt, befolgen Sie die Anleitung zur Fehlerbehebung bei Panel-PCs, die sich nicht einschalten lassen anstatt die Versorgungsspannung nach Gefühl zu verändern.

Schutz- und Installationsanforderungen überprüfen

Ein breiter Eingangsspannungsbereich gibt an, bei welchen Spannungen das Gerät betrieben werden kann. Er sagt jedoch nichts darüber aus, ob der Computer einen Spannungsspitzenstoß aushält, eine verpolte Gleichstromversorgung toleriert oder bei einem kurzzeitigen Stromausfall weiterläuft. Überprüfen Sie diese Eigenschaften separat. Falls eine galvanische Trennung zwischen der Stromversorgung und dem Computer erforderlich ist, geben Sie dies ausdrücklich an.

Bei direktem Wechselstromeingang sind die Herstellerangaben hinsichtlich des Eingangs, der Schutzerdung (sofern erforderlich), der Trennvorrichtung und der Installation zu beachten. Bei Gleichstromeingang sind die Polarität und die Pinbelegung anhand des Schaltplans zu überprüfen. Es ist nicht davon auszugehen, dass eine Gleichstrom-Rückleitung mit der Schutzerdung austauschbar ist.

Wählen Sie für die Installation die passenden Steckverbinder und Kabelhalterungen aus. Ein passender Stecker ist kein Garant für elektrische Kompatibilität; auch bei Klemmenblöcken müssen die vorgeschriebenen Leitungsquerschnitte und Anzugsmomente eingehalten werden.

Falls der Computer bei einem kurzen Stromausfall weiterlaufen muss, geben Sie an, wie lange er in Betrieb bleiben muss und bei welcher Auslastung. Möglicherweise ist eine kompatible Notstromlösung, wie beispielsweise eine USV, erforderlich. Der automatische Neustart bei Wiederherstellung der Stromversorgung ist eine separate Funktion; stellen Sie sicher, dass diese verfügbar ist, wenn das Gerät unbeaufsichtigt betrieben wird.

Was Sie vor der Bestellung überprüfen sollten

Sie müssen nicht alle elektrischen Parameter kennen, bevor Sie ein Angebot anfordern. Geben Sie den Zustand der Geräte an und bitten Sie den Lieferanten anschließend, die passenden Spezifikationen zu bestätigen.

Anzugebende Informationen	Bestätigung der Anfrage
Wechselstromversorgung, geregelter Gleichstrom-Sammelschienenstrom oder Batterieversorgung	Unterstützte Versorgungsvereinbarung und genauer Eingabebereich
Bekannte Spannungsgrenzen und Störungen	Kompatibilität und eventuell erforderliche zusätzliche Stromaufbereitung
Bildschirm, Computerkonfiguration und stromversorgte Peripheriegeräte	Maximale Eingangsleistung und Anforderungen beim Hochfahren
Kabellänge und Verlegeplan	Anforderungen an Kabel und Steckverbinder, Polarität und Pinbelegung
Umgebungsbedingungen und Anforderungen an die Stromunterbrechung	Temperaturgrenzwerte, Schutzmaßnahmen und Wiederherstellungsverhalten

Bevor Sie einen Fertigungsauftrag erteilen, sollten Sie das ausgewählte Gerät mit dem vorgesehenen Netzteil, den Kabeln und dem Zubehör unter repräsentativen Betriebsbedingungen testen. Wenn Sie eher einen konfigurationsfertigen Industriecomputer als eine vollständig maßgeschneiderte Lösung suchen, können Sie sich auch unser Standard-Industrie-Panel-PCs, erhältlich in verschiedenen Bildschirmgrößen, mit unterschiedlichen Prozessoroptionen, Touch-Technologien und Befestigungsmöglichkeiten.

Weitere Informationen zu den Konfigurationsoptionen finden Sie in unserem Leitfaden zur Auswahl von Industrie-Panel-PCs. Senden Sie Eagle Touch ein Foto des Etiketts Ihres Netzteils, die gewünschte Panel-PC-Konfiguration und die ungefähre Kabellänge. Falls das Netzteil noch nicht ausgewählt wurde, teilen Sie uns stattdessen bitte die verfügbare Wechselstrom- oder Gleichstromquelle mit. Wir können dann vor der Angebotserstellung die Anforderungen an die Stromversorgung prüfen.