Industrie-PCs steuern die Fabrikautomatisierung, die industrielle Bildverarbeitung, Transportsysteme, die Energieinfrastruktur und medizinische Geräte – jede Anwendung, bei der Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Wartungsfreundlichkeit wichtiger sind als Grafikleistung oder Anschaffungskosten. Der Begriff „Industrie-PC“ deckt im weiten Sinne eine ganze Familie von Formfaktoren ab: Panel-PCs mit integrierten Touchscreen-Displays, lüfterlose Embedded-Box-Computer, Rackmount-Server, Hutschienen-Computer (DIN-Rail) und robuste mobile Tablets.
Wie unterscheidet sich ein Industrie-PC von einem kommerziellen Computer?
Diese Unterschiede schlagen sich direkt in den Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership) nieder. Ein kommerzieller Computer, der nur ein Fünftel des Kaufpreises eines Industrie-PCs kostet, wird in einer industriellen Umgebung typischerweise innerhalb von 12–24 Monaten ausfallen oder gewartet werden müssen, verglichen mit 7–10 Jahren bei einem zweckgebundenen IPC.
| Merkmal | Kommerzieller PC | Industrie-PC |
|---|---|---|
| Betriebstemperatur | 0 °C bis +40 °C (typisch) | −20 °C bis +60 °C (Standard) oder −40 °C bis +85 °C (erweitert) |
| Thermisches Design | Aktive Kühlung (Lüfter) | Lüfterlose Konduktionskühlung (häufig) oder temperaturgeregelter Lüfter |
| Stoßfestigkeit | 5–10 G (kurzzeitig) | 50–100 G, 11 ms (IEC 60068-2-27 / MIL-STD-810) |
| Vibrationsfestigkeit | 0,5 G | 3–5 G RMS (IEC 60068-2-64) |
| Schutzart (Ingress Protection) | Keine | IP40 (geschlossenes Gehäuse) bis IP67 (Eintauchen in Wasser) |
| Luftfeuchtigkeit | 10–80% nicht kondensierend | 5–95% kondensierend (mit Schutzlackierung / Conformal Coating) |
| Produktlebenszyklus | 12–18 Monate | Mindestens 5–7 Jahre; über 10 Jahre bei COTS-Plattformen |
| MTBF | Nicht spezifiziert | 50.000–150.000 Stunden (zertifiziert) |
| EMV-/EMI-Schutz | Basis-CE/FCC | Vollständige CE/FCC-Industriezertifizierung + IEC 61000-Serie |
Formfaktoren von Industrie-PCs
Was alle Industrie-PC-Formfaktoren gemeinsam haben, ist die Einhaltung industrieller Spezifikationen, die von Consumer- und kommerziellen Produkten nicht erfüllt werden. Der richtige Formfaktor hängt von der Installationsumgebung, den Platzverhältnissen und den erforderlichen E/A-Schnittstellen (I/O) ab.
Embedded-Box-PC
Geschlossenes oder teilgeschlossenes rechteckiges Gehäuse ohne integriertes Display. Lüfterlose Modelle nutzen Kühlkörperstrukturen aus stranggepresstem Aluminium, um die CPU-Wärme an das Gehäuse abzuleiten. Typische I/O umfassen mehrere serielle Anschlüsse (RS-232/422/485), GigE-LAN, USB, isolierte DI/DO für die SPS-Integration und PCIe-Erweiterungssteckplätze.
Anwendungen: Maschinensteuerung, Datenerfassung, Edge-Computing, Protokollkonvertierung.Industrieller Panel-PC
Ein integriertes Display und Computer in einer einzigen, abgedichteten Einheit. Die Bildschirmgrößen reichen von 7 Zoll (HMI-Terminals) bis zu 24 Zoll (Bedienpulte). Die Frontplattenabdichtung nach IP65 oder IP66 ermöglicht das direkte Abspritzen mit Wasser. Resistive oder PCAP-Touchscreens lassen sich auch mit Handschuhen bedienen.
Anwendungen: HMI, SCADA-Bedienstationen, Überwachungsdisplays in Fertigungslinien.19"-Rackmount-Computer (1U–4U)
Konzipiert für den Einbau in Standard-19-Zoll-Serverregale innerhalb von Schaltschränken. Kombiniert industrietaugliche Komponenten mit einem Rack-Gehäuse. Es sind sowohl lüfterlose 1U- als auch lüftergekühlte 2U/4U-Systeme erhältlich.
Anwendungen: Leitstand-Server, Prozessdatenarchive (Data Historians), Bildverarbeitungsserver, Edge-Rechenzentren an rauen Standorten.Hutschienen-Computer (DIN-Rail)
Ultrakompakte Embedded-Computer für die Montage auf Standard-35-mm-Hutschienen in Schaltschränken direkt neben SPS und E/A-Modulen. Typischerweise lüfterlos, mit einer Leistungsaufnahme von unter 10 W und betrieben mit Weitbereichs-Gleichstrom (9–36 V).
Anwendungen: Industrielles IoT-Gateway, Protokollkonverter, Knoten für die Fernüberwachung.Robustes Industrie-Tablet-PC
Batteriebetriebene, nach IP65 oder MIL-STD-810 zertifizierte Mobilcomputer für den Außendienst, den Lagerbetrieb und Wartungstechniker. Bieten sonnenlichtlesbare Displays (800+ Nits), Hot-Swap-Akkus sowie Optionen für Barcodescanner und RFID.
Anwendungen: Außendienst, Lagerverwaltung, Anlageninspektion.COM Express / PICMG Boards
Prozessor- und E/A-Boards, die offenen Computer-on-Module- oder Backplane-Standards folgen (COM Express Type 6/7, PICMG 1.3). Sie ermöglichen es Systemintegratoren, maßgeschneiderte OEM-Industriecomputer zu bauen, indem sie Prozessormodule mit Trägerboards kombinieren.
Anwendungen: Kundenspezifische industrielle OEM-Steuerungen, spezialisierte Testgeräte.Wichtige Industrie-PC-Spezifikationen erklärt
| Spezifikation | Was sie bedeutet | Typischer Industriewert |
|---|---|---|
| Betriebstemperatur | Zertifizierter Umgebungstemperaturbereich ohne Leistungseinbußen. Erweiterte Modelle verwenden industrietaugliche DRAMs, SSDs und Kondensatoren, die über den kommerziellen Bereich hinaus spezifiziert sind. | −40 °C bis +85 °C (erweitert) |
| IP-Schutzart (IEC 60529) | Erste Ziffer = Schutz gegen feste Fremdkörper (0–6). Zweite Ziffer = Schutz gegen Flüssigkeiten (0–9K). IP65 = staubdicht + strahlwassergeschützt. IP67 = staubdicht + Schutz gegen zeitweiliges Untertauchen (1 m). | IP65 bis IP67 |
| Schockfestigkeit (IEC 60068-2-27) | G-Kraft über eine Dauer in Millisekunden. Halbleiterspeicher (CFast, M.2 NVMe) sind zwingend erforderlich – rotierende Festplatten fallen bei Schlageinwirkung aus. | 50 G, 11 ms, Halbsinus |
| Vibrationsfestigkeit (IEC 60068-2-64) | G-RMS über einen Frequenzdurchlauf. Für Installationen mit hoher Vibrationsbelastung ist eine lüfterlose Bauweise erforderlich. | 3 G RMS, 5–500 Hz |
| MTBF | Berechnet nach MIL-HDBK-217 oder Telcordia SR-332. 100.000 Stunden entsprechen ca. 11,4 Jahren Dauerbetrieb. | 50.000–150.000 Stunden |
| Weitbereichs-DC-Eingang | Schützt vor Spannungsschwankungen und kurzzeitigen Spannungseinbrüchen, wie sie in Fabriken, Fahrzeugen und Außenanlagen häufig vorkommen. Bietet oft auch Verpolungs- und Überspannungsschutz. | 9–36 V oder 18–75 V |
Auswahl des richtigen Industrie-PCs – Eine Checkliste
Bevor Sie einen Industrie-PC für eine neue Anwendung spezifizieren, sollten Sie die folgenden acht Punkte überprüfen, um kostspielige Fehlplanungen zu vermeiden:
- Umgebungsbedingungen: Wie hoch sind die maximale und minimale Umgebungstemperatur? Besteht das Risiko von Staub, Feuchtigkeit, Strahlwasser oder Untertauchen? Welchen Stoß- und Vibrationsbelastungen ist das Gehäuse ausgesetzt?
- Rechenanforderungen: Welches Betriebssystem wird eingesetzt? Erfordert die Anwendung Echtzeitfähigkeit (EtherCAT, PROFINET)? Wird KI-Inferenz (GPU oder NPU) benötigt?
- E/A-Anforderungen (I/O): Ermitteln Sie die Anzahl der benötigten seriellen Schnittstellen (RS-232/422/485), GigE-Ports, USB-Anschlüsse, isolierten DI/DO-Leitungen und speziellen Schnittstellen (CAN-Bus, PCIe-Erweiterung).
- Speichermedien: SSD (M.2 NVMe oder SATA) für Betriebssystem und Anwendung. CFast- oder SD-Karten für die Datenprotokollierung, wo maximale Stoßfestigkeit gefragt ist. Vermeiden Sie mechanische Festplatten in stark vibrierenden Umgebungen.
- Stromversorgung: Erfolgt die Einspeisung über 24 V DC (standardmäßig in Schaltschränken), Weitbereichs-DC (9–36 V für Fahrzeuge oder Außenbereich) oder über das AC-Stromnetz? Gleichen Sie die Leistungsaufnahme mit der verfügbaren Netzkapazität ab.
- Formfaktor und Montage: Hutschienenmontage, Schalttafelausschnitt, Rackeinbau, Desktop oder Fahrzeugmontage? Wie sehen die Platzbeschränkungen aus?
- Erforderliche Zertifizierungen: CE und FCC (Standard). E-Mark für Straßenfahrzeuge. IEC 60601-1 für Medizintechnik. ATEX/IECEx für explosionsgefährdete Bereiche. MIL-STD-810 für den Militäreinsatz / raue Außenanwendungen.
- Lebenszyklus: Wie viele Jahre müssen Ersatzteile verfügbar sein? Für neue Implementierungen werden mindestens 5 Jahre empfohlen; verankern Sie die EOL-Richtlinie (End-of-Life) des Herstellers im Beschaffungsvertrag.
Referenz für Industrie-PC-Standards und Zertifizierungen
| Standard | Geltungsbereich |
|---|---|
| IEC 60068-2-1/2 | Kälte- und Wärmeprüfung |
| IEC 60068-2-27 | Schockprüfung |
| IEC 60068-2-64 | Prüfung auf Breitbandrauschen (Vibration) |
| IEC 60529 | Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code) |
| MIL-STD-810H | US-Militärstandard für Umwelt-Testbedingungen |
| IEC 61000-4-Serie | Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) |
| IEC 60601-1 | Medizinische elektrische Geräte – Allgemeine Festlegungen für die Sicherheit |
| E-Mark (ECE R10) | Elektromagnetische Verträglichkeit von Fahrzeugen und deren Komponenten |
| ATEX-Richtlinie / IECEx | Explosionsgefährdete Bereiche |
| UL 508A | Industrielle Schaltanlagen und Schaltschränke (Nordamerika) |
Industrie-PC-Produkte bei IPC2U
- Industrie-Box-PCs — Lüfterlose Embedded-Computer für die Automatisierung
Große Auswahl an lüfterlosen Industrie-Box-PCs mit Intel Core/Atom-Prozessoren, RS-232/422/485, isolierten DI/DO, Weitbereichs-DC-Eingang und Betriebstemperaturen bis −40 °C. Optionen für Hutschiene, Panel und Wandmontage verfügbar.
- Industrielle Panel-PCs — Integrierte Touchscreen-HMI-Systeme
Panel-PCs mit IP65/IP66-Gehäuseschutz an der Front, 7" bis 24" PCAP- oder resistiven Touchscreens, mit Handschuhen bedienbar, Optionen mit Edelstahl- oder Aluminiumrahmen. Geeignet für die Lebensmittelverarbeitung, Pharmaindustrie und Außenbereiche.
- 19" Rackmount-Industriecomputer — 1U bis 4U Rack-Lösungen
Lüfterlose 1U- und lüftergekühlte 2U/4U-Industriecomputer für den Rack-Einbau als Leitstand-Server, Prozessdatenarchive und Bildverarbeitungsserver. Standardisierter 19-Zoll-EIA-Formfaktor, industrietaugliche Komponenten.
- Hutschienen-Embedded-PCs — Ultrakompakte Steuerungen für Schaltschränke
Lüfterlose Hutschienen-Computer zur direkten Montage auf 35-mm-Schienen neben SPS und E/A-Modulen. Weitbereichs-DC-Eingang (9–36 V), RS-232/422/485, GigE-LAN, unter 10 W Leistungsaufnahme. Für industrielle IoT-Gateways, Protokollkonverter und Fernüberwachungsknoten.
- Robuste Tablet-PCs — Mobile Industriecomputer nach MIL-STD-810
Nach IP65 geschützte und MIL-STD-810 zertifizierte robuste Tablets mit sonnenlichtlesbaren Displays (800+ Nits), Hot-Swap-Akkus, Barcodescannern und optionalem RFID. Für den Außendienst, die Lagerverwaltung und die Anlageninspektion.
- Edge-KI-Computing-Plattformen — Industrie-PCs mit KI-Inferenz-Hardware
Industrielle Edge-KI-Systeme mit integriertem NVIDIA Jetson, Intel Core mit NPU sowie GPU-beschleunigte Plattformen für die industrielle Bildverarbeitung, Fehlerprüfung und Echtzeit-KI-Inferenz direkt an der Maschine.
- COM Express Prozessormodule — OEM Embedded-Computing-Boards
COM Express Typ 6/7/10 Prozessormodule für kundenspezifische industrielle OEM-Steuerungen und spezialisierte Testgeräte. Integrieren CPU, Speicher und Kern-E/A auf einem Standardmodul, das auf anwendungsspezifische Trägerboards aufgesteckt wird.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wofür steht IPC?
IPC steht für Industrial Personal Computer (Industrie-Personal-Computer). Die Abkürzung wird von Hardwareherstellern, Systemintegratoren und Automatisierungsingenieuren verwendet, um industrietaugliche Computerhardware von kommerziellen Büro- und Endverbrauchergeräten abzugrenzen.
Kann ich statt eines Industrie-PCs auch einen normalen PC verwenden?
Für Büro- oder Laborumgebungen sind kommerzielle PCs völlig ausreichend. In Werkshallen, Außenanlagen, Fahrzeugen oder medizinischen Geräten – wo Temperatur, Vibrationen, Staub, Feuchtigkeit oder ein kontinuierlicher 24/7-Betrieb eine Rolle spielen – fallen kommerzielle PCs vorzeitig aus, was zu ungeplanten Stillstandszeiten führt. Die Gesamtkosten für den wiederholten Austausch kommerzieller PCs übersteigen in der Regel innerhalb von 2–3 Jahren die Erstinvestition in einen speziell für diesen Zweck gebauten Industrie-PC.
Welche Prozessoren verwenden Industrie-PCs?
Die meisten Industrie-PCs nutzen Intel Core (i3/i5/i7/i9), Intel Atom/Celeron/Pentium oder AMD Ryzen Embedded/EPYC Prozessoren. Für KI-Anwendungen sind auch ARM-basierte Plattformen wie NVIDIA Jetson weit verbreitet. Alle in Industriedesigns eingesetzten Prozessoren stammen aus industriellen Produktlinien mit erweiterten Temperatur- und Verfügbarkeitsgarantien.
Ist ein lüfterloses Design bei Industrie-PCs besser?
Ein lüfterloses Design wird überall dort bevorzugt, wo Staub, Flüssigkeiten oder Vibrationen vorkommen, da Lüfter eine häufige Fehlerquelle darstellen. Lüfterlose Computer nutzen die Konduktionskühlung – die Wärme wird von der CPU durch das Gehäuse geleitet und über die Außenfläche abgegeben. Der Kompromiss liegt in einer etwas höheren Gehäusetemperatur und einer geringeren maximalen Prozessor-TDP (Thermal Design Power) im Vergleich zu aktiv gekühlten Systemen.
Welche Zertifizierungen sollte ein Industrie-PC haben?
Minimum: CE und FCC für die EMV-Konformität. Zusätzlich: IEC 60068-2-27/64 für Schock und Vibration, IEC 60529 (IP-Schutzart) für Gehäuseschutz und MIL-STD-810H für den harten Militär- oder Außendiensteinsatz. Medizinische Anwendungen erfordern die IEC 60601-1; Fahrzeuginstallationen benötigen das E-Mark (ECE R10); explosionsgefährdete Bereiche erfordern ATEX oder IECEx.
