Industrie-Rechner für den individuellen Bedarf
Modular zum passenden System
Im Rahmen des Projektes Secure Embedded Platform for Industrial Automation (Sepia) hat das Unternehmen Kolter Electronic einen modularen 19″ Industrierechner mit Erweiterungskarten entwickelt, das kein Betriebssystem benötigt und nach Angaben des Herstellers Aufgaben in Prüffeldern, Messstationen oder in der Automatisierung abdecken kann. Das redundant ausgelegte System soll für einen virenfreien sowie störungsfreien Dauerbetrieb sorgen.
Der Industrie-PC Sepia gestattet Anwendern über 100 Kanäle zu messen, steuern oder regeln. Er lässt sich direkt vor Ort programmieren, aber auch per Remote-I/O aus Entfernung steuern oder kann Messdaten über ein Netzwerk erfassen. Der Anbieter hat den eigenständigen Industrie-Rechner und das autarke Field-I/O-Kommunikationssystem mit einer offenen Bus-Struktur ausgestattet, sodass die Lösung erlaubt, verschiedene Techniken zu verbinden und in vorhandene Systeme einzubinden. In diesem Rechnerkonzept galt es, möglichst viele Industrieschnittstellen zu koppeln und in einem PAC-System zu integrieren, das auf Robustheit, Sicherheit und Kompaktheit sowie für permanenten Dauerbetrieb ausgelegt wurde. Der erweiterte Temperaturbereich ermöglicht Einsätze in der Industrie, der modulare Aufbau eine vielfältige Zuordnung diverser Systemschnittstellen und eine einfache Integration in eigene MSR-Applikationen. Aufgrund des suksessiven Ausbaus mit Erweiterungskarten im Europa-Format ist das System variabel.
Wahlweise Host-Rechner oder I/O-Betrieb
Dabei kann das System sowohl eigenständig als Host-Rechner oder – je nach Schnittstellenzuweisung – als Endgerät betrieben werden. Im Host-Mode können zusätzliche Erweiterungen wie IDE, Ethernet, VGA, PS/2, MEM sowie RTC mit WatchDog oder weitere COM-Schnittstellen ergänzt werden. Im Remote-I/O-Betrieb sind diese Erweiterungen nicht notwendig, da alle Steuerbefehle von einem externen Rechner über eine COM-Schnittstelle erfolgen. Die Kommunikation der Steuerbefehle erfolgt in Klartext. Alle Befehle sind als Direkt-Befehl anwendbar. Da im Gegensatz zu anderen IPC, SPS und Remote-I/O-Systemen keine spezielle Automatisierungssoftware oder fremde Betriebssysteme benötigt werden, können Anwender über die Funktionen frei verfügen. Somit unterliegt die Programmgestaltung nicht der Begrenzung von produktspezifischen Bausteinen oder einzubindenden Bibliotheken. In der Grundversion wird neben dem Bios ein leistungsfähiger Debugger-Monitor für Maschinensprache, sowie ein Basic-Interpreter mit HDD-Unterstützung mitgeliefert, sodass man sofort mit der Programmierung beginnen kann. Das Betriebssystem ist bereits im Advanced-Basic-ROM fest integriert. Das soll für hohe Datensicherheit sorgen. Denn dieser spezielle Speicherbereich lässt sich nicht, wie bei anderen Betriebssystemen, überschreiben oder manipulieren. Weiterhin besteht die Möglichkeit, I/O-Funktionen über die COM1-Schnittstelle als Remote-I/O per Direktbefehl zu steuern. Somit lassen sich alle Baugruppen fernsteuern und in Visualisierungsprogramme wie DasyLab, Profilab-Expert, LabView, Agilent Vee, LabWindows/CVI oder MathLab ohne zusätzliche Treiber einbinden. Das hier mitgelieferte Advanced-Basic ist speziell auf die Automation angepasst. Der Remote-Betrieb über Ethernet erlaubt, mehrere Sepia-Rechner in ein Netzwerk einzubinden. Da unter Windows 7 insgesamt 255 COM-Ports vergeben werden können, erhöht sich dementsprechend die Kanalzahl auf bis zu 81.600 digital I/O oder 36.720 analoge Messkanäle. Alle MSR E/A-Anschlüsse sind über D-Sub Steckverbinder zugängig, die EMV-dicht abschließen und über Schraubarretierung fest mit dem System verbunden werden.
Mit vier Karten zum Grundsystem
Zusätzlich zu den Einzelkomponenten steht Anwendern eine Grundversion in mehreren Aufbaustufen zur Verfügung: Als 3HE-63/42TE Labor-Tischgerät und als Baugruppenträger ohne Gehäuseschale zur Montage als 19″ Rack-Einschub für Europakarten-Trägersysteme. Die Trägersysteme können zudem wahlweise mit und ohne Montagewinkel für Schaltschrank- und Wandmontage geliefert werden. Die mit 14 Steckplätzen bestückte Platine hat eine Breite von 31,5cm. Es stehen zwei Baugruppenträger in Standard- und Heavy EMV-Version bereit. Die Standard-Version kommt in Schränken zum Einsatz, die bereits EMV-geschirmt sind. Vier Karten stellen gemeinsam mit der Bus-Platine, Netzteil und Gehäuse das Grundsystem. Ein Grundsystem besteht aus 42 oder 63TE Baugruppenträger, CPU, BUS-Rückwand, PWx im DC Power-Supply und CLK-Karte. Verschiedene z.T. CPU-unabhängige Diagnosefunktionen zeigen zusätzlich den Betriebsstatus mittels LEDs an. Diese und weitere Karten lassen sich individuell zu einer Kompaktsteuerung kombinieren oder können später nachgerüstet werden. Intern verwendet Sepia dazu einen parallelen Bus mit 64-poligen Steckplätzen für 3HE-Europakarten. Mit den A32-Karten lassen sich beispielsweise 288 digitale Ausgänge schalten. Ebenso können die freien Steckplätze mit neun ADC-Karten bestückt werden. In diesem Fall stehen dann 144 analoge Messkanäle zur Verfügung. Die Versorgungsspannung kann je nach Anwendungsfall über verschiedene DC-Wandler erfolgen.
Heavy Industrial-Version für den Einsatz von -40 bis +85°C
Der Industrie-PC arbeitet lüfterlos; die normale Umgebungstemperatur ist ausreichend, solange kein Wärmestau die natürliche Luftkonvektion behindert. Das System ist in der Economy Industrial-Version für 0 bis 70°C spezifiziert. Die Heavy Industrial-Version ist für -40 bis +85°C spezifiziert. Das Schaltnetzteil ist lediglich für den Einsatz im 63TE Tischgehäuse erhältlich, ist jedoch bei beiden Varianten nur für -25 bis +70°C zugelassen. Dieser Steuerungsrechner wurde für den Industrie-Einsatz als Front-End MSR- und Automationssystem entwickelt. Zu den Anwendungsbereichen zählen aber auch Steuerungen zur dezentralen Energieerzeugung, Messungen an Hybridantrieb- und Elektrofahrzeugen, Smart Meters und intelligenten Gateway Applikationen, Energiedatenmanagement und Leistungs- und Status-Monitoring von Solar- Windkraft- und klassischen Energieanlagen. Das System steht in unterschiedlichen Bestückungsvarianten bereit. Bei OEM-Versionen können zusätzlich zu individueller Frontplattenbeschriftung Logos auf die Frontplatte gedruckt werden.
