Mit fortschreitender Digitalisierung und Automatisierung steigt der Bedarf an Industrie PCs. Die Anforderungen für die jeweiligen Einsatzmöglichkeiten können sehr unterschiedlich ausfallen: möglichst klein, leistungsstark, vielseitige Konnektivität oder Unempfindlichkeit gegenüber rauen Bedingungen. Es gibt aber auch Anforderungen, die allen Geräten für den industriellen Einsatz gemeinsam sind. Ein Kriterium ist die Langzeitverfügbarkeit. Ebenso wichtig ist Imagestabilität. Zudem müssen IPCs für den durchgehenden Betrieb 24//7 gerüstet sein.

Bei der Auswahl des passenden Geräts muss besonders auf zwei Dinge geachtet werden: Einerseits sollte die Hardware auf die jeweilige Anwendung und die spezifischen Umweltbedingungen zugeschnitten werden, andererseits sind Anbindung und Konnektivität Dreh- und Angelpunkt eines effizienten PCs. Hinsichtlich der Umweltbedingungen stellt sich die Frage, welche Kühlung am sinnvollsten ist.

Aktive vs. passive Kühlung

Generell erfolgt eine passive Kühlung der CPU über Kühlplatten und damit verbundenen Heatpipes. Die Heatpipes wiederum werden über ein Metallprofil, die Kühlrippen, gekühlt. Dabei ist wichtig, dass die Kühlfläche groß genug für die eingesetzte CPU ist. Durch die natürliche Luftzirkulation und die Kühllamellen des Profils wird die warme Luft dann abtransportiert.

Interesse an geräuschlosen Systemen haben sowohl Privatanwender als auch Industriekunden. Im Consumer Bereich spielt vor allem die Gaming-Sparte eine wichtige Rolle. Hier gibt es immer wieder Bestrebungen, sogenannte Silent Gaming PCs massentauglich zu machen. Die Herausforderung: Gamer haben hohe Anforderung war Grafik- und Rechenleistung ihrer Systeme angeht. Wenn CPU und Grafikkarte die gewünschte Performance erreichen, laufen die Komponenten auch entsprechend warm. In der einfachen passiven Kühlung bedeutet das, dass die Kühlfläche vergrößert und die Luftzirkulation optimiert werden muss. Dies ist wiederum für den Heimanwender ab einem bestimmten Grad auch nicht mehr praktikabel. Abhilfe kann eine Wasserkühlung schaffen. Einige Hersteller bieten mittlerweile auch Lösungen mit Heatpipes an. Die Problematik mit sich stark erwärmenden Komponenten ist zumindest für Gaming PCs aber noch nicht vollständig beseitigt, sodass die meisten Anbieter eine aktive Kühlung für Notfälle in die Systeme integrieren.

Für Consumer mit Büroanwendungen und im IPC Bereich ist eine passive Kühlung deutlich effizienter umsetzbar. Die Leistungsanforderungen liegen hier deutlich niedriger. Vor allem in der Industrie spielt die Geräuschbelastung in der Regel keine große Rolle. In vielen Teilen der Produktion ist ein besonderer Schutz vor Staub, Spritzwasser oder auch Öl essentiell. In diesem Falle ist eine passive Kühlung sogar unabdingbar. Aber passive PCs haben noch weitere Vorteile: Sie sind wartungsarm und das Geräusch des Lüfters entfällt. Manche Einsatzgebiete wie beispielsweise der medizinische Bereich erfordern eine leise Umgebung. Hier sind passive Systeme, in diesem Fall oft unter dem Label „Silent PC“ vermarktet, ebenfalls sehr nützlich.

Lüfterlose PCs sind jedoch nicht immer die effizienteste Lösung. Soll das Gerät eine hohe Leistung erbringen, ist eine aktive Kühlung in der Regel die günstigere Variante. Auch bei extremen Temperaturen ist es möglich, dass eine passive Lüftung den PC nicht ausreichend kühlt und es zu Ausfällen kommt.

Wichtig ist, dass sich das Industriesystem an die Anwendung anpasst, nicht die Anwendung an das Industriesystem. So kann beispielsweise in der Produktion und Bearbeitung von Kunststoff auf eine passive Kühlung verzichtet werden, da der Kunststoffspan auf Grund seines Gewichts nicht in der Umgebungsluft schweben bleibt. Somit kann er auch nicht in die Lüftung des aktiven Systems eingezogen werden. In der Holz- und Metallfertigung hingegen sieht die Sachlage anders aus: Holzstaub und kleine Metallpartikel können über die Umgebungsluft in das Innere des PCs gelangen und hier Schäden und Ausfälle verursachen. Weitere kritische Punkte für Industriesysteme sind Wasser, Staub, Temperatur, Vibration, Störströme sowie Überspannungsschutz.

Hinsichtlich der Leistung gibt es vollwertige Industrie PCs auf Workstation Basis. Die Pokini Workstation nimmt auf dem Markt eine Sonderstellung ein: Hier ist in einem kompakten, lüfterlosen und robustem Gehäuse eine vollwertige Desktop- oder Server-CPU integriert. Zusätzlich kann eine entsprechende CAD-Grafikkarte eingebaut werden. Herkömmliche Systeme greifen in der Regel auf eine Wasserkühlung zurück. Die Pokini Workstation hingegen nutzt ein einzigartiges Kühlkonzept über ein „Airflow System“. Dieses basiert auf der natürlichen Luftzirkulation. Die Lamellen des Gehäuses wirken wie ein Kamin und leiten die im Gerät produzierte, warme Luft nach außen. Im Vergleich zu einer Standard-Workstation mit aktiver Kühlung ist die Pokini Workstation circa 400 bis 500 Euro teurer.

Auf den Inhalt kommt es an: Hardware & Konnektivität von lüfterlosen PCs

Die Kühlung ist aber nicht das einzige Auswahlkriterium für PCs. Konnektivität ist ein entscheidender Faktor für funktionierende Systeme. Hier muss vorab genau geplant werden, welche Schnittstellen notwendig sind, um die nahtlose Integration in die Anlage zu gewährleisten. Für die Kommunikation mit der Maschine werden in der Regel serielle Schnittstellen oder GPIO-Schnittstellen benötigt. Diese Konnektivität realisiert EXTRA Computer über verschiedenen Frontmodulen für seine Industrie PCs.

Soll der PC in eine vorhandene Umgebung integriert werden, spielt Platz ebenfalls eine wichtige Rolle. In Produktionsmaschinen gilt das Motto „So kompakt wie möglich“. Hier empfiehlt sich beispielsweise ein kompakter Mini IPC (wie der Pokini). Andere Einsatzszenarien erfordern den Einbau in Racks. Auch hier gibt es verschiedene Lösungen in Standardformaten und verschiedenen Höheneinheiten (Beispiel Calmo 1HE). Je nach Standort des Gerätes ist eine regelmäßige Wartung unpraktisch. In diesem Fall ist ein passives System vorteilhafter.

Ist der PC standortbedingt hoher Vibration ausgesetzt, ist ein robustes Design besonders wichtig. Viele Hersteller bieten Designs an, die darauf ausgelegt sind, dass sich Komponenten auch bei Erschütterung nicht lösen können. Dies wird über eine Verlötung beispielsweise des Prozessors oder des Arbeitsspeichers direkt auf dem Mainboard gewährleistet. Weitere Aspekte hinsichtlich der Umweltbedingung sind Schutzklasse und Temperaturbereich.

Features und Beschränkungen von lüfterlosen PCs

In Sachen Betriebssystem sind die Hersteller flexibel. In der Standardausführung wird Windows x unterstützt. Manche Kunden haben jedoch die Anforderung, weiterhin mit älteren Versionen zu arbeiten. Das kann beispielsweise über das Image, das auf den PC aufgespielt wird, realisiert werden. Besonders im Bereich Produktionsautomatisierung, wenn IPCs beispielsweise zur Steuerung oder Überwachung von Maschinen genutzt werden, ist nicht Leistung das Thema, sondern Stabilität. Diese ist mit älteren Betriebssystemen teilweise besser gewährleistet als mit neuen, vor allem wenn keine Anbindung an das Internet besteht.

Prinzipiell sind lüfterlose PCs ansonsten mit der gleichen Ausstattung verfügbar wie auch PCs mit aktiver Kühlung. Aufgrund der aufwendigeren Kühlung muss man aber teilweise bei Grafikkarte und Prozessor Abstriche machen. Im Benchmark Tests der EXTRA Computer hat sich gezeigt, dass mit passiven Systemen grundsätzlich die gleiche Leistung erreicht werden kann, wie mit herkömmlichen Kühlsystemen. Bei den Herstellern passiver IPCs schwankt die Performance teilweise deutlich.

Beim Calmo S wird beispielsweise auf eine Standard-CPU zurückgegriffen. Dadurch ist sie im Vergleich zu ähnlichen Systemen am Markt leistungstechnisch deutlich besser aufgestellt. Der Performance Vorteil beträgt über 200 Prozent. Obwohl der Industrie PC komplett in Deutschland entwickelt und produziert wird, liegt der Verkaufspreis zehn Prozent unter dem der Marktbegleiter.

Lüfterlose PCs im Vergleich

 CalmoNexcomAxiomtek
Made in Germany--
Reparaturzeit2 - 3 Tageca. 6 Wochenca. 6 Wochen
Ersatzteillager-
-
deutsche Service-Hotline--
Teile-Vorabaustausch--
Ersatzteilpreisefairteuerteuer
MotherboardFujitsu Mini-ITX Industrie-MotherboardNexcom spezifisches Industrie-MotherboardAxiomtek spezifisches Industrie-Motherboard
Flexibilitätindividuelle Anpassung ab 1 Stüclindividuelle Anpassung erst bei hohen Stückzahlenindividuelle Anpassung erst bei hohen Stückzahlen
Zum Produktzu den Calmo Industrie PCs

Lüfterloser PC für Unternehmen: Wann lohnt es sich?

Die Investition in ein lüfterloses Industriesystem lohnt sich immer dann, wenn die Risiken des Einsatzortes klar sind. Es ist also eine Frage des Anwendungsbereichs. Zudem ist entscheidend, wie kritisch und teuer ein Ausfall des Industrie-PCs sein kann. Wenn beispielsweise eine Maschine ein Produkt produziert und der PC in der Steuerung der Maschine versagt, kann dies zu einem Ausfall von mehreren 10.000 führen. In diesem Fall hat sich schon aufgrund dieser Tatsache die Investition in einen teureren, lüfterlosen PC amortisiert.

Checkliste: Welcher PC ist der richtige für mich?

  • Größe: Stichwort lüfterloser Mini PC
  • Leistung: Stichwort lüfter Gaming PC
  • 24h Betrieb
  • Konnektivität
  • Schutzklassen
  • Wartung