Lange Jahre haben Konstrukteure viel Zeit in das Abführen von Wärme in Industrie-PC investiert. Da Industrieanlagen jedoch zunehmend in Regionen mit großer Kälte errichtet werden, muss die Zuverlässigkeit der Geräte auch in niedrigen Temperaturen sichergestellt werden. Das wird in der Regel mit einer eingebauten Heizung gelöst. Die Systemkomponenten jedoch stets auf der gewünschten Temperatur zu halten, ist wesentlich schwieriger als der Umgang mit der Verlustwärme. Für diese Aufgabe hat der Systemhersteller Moxa eine auf Impulsdauermodulation basierende Heizung entwickelt.
Aus Sicht des Embedded Computing gehören bei der Konstruktion von Panel-PCs für den Einsatz in rauen Umgebungen Temperaturextreme zu den am schwierigsten zu handhabenden natürlichen Bedingungen, insbesondere Frost. Aus verschiedenen Gründen haben sich die Hersteller im Lauf der Jahre allerdings stärker darauf konzentriert, die Einwirkungen von Hitze zu bezwingen. Aufgrund der Vielzahl an Methoden zur Beschleunigung der Wärmeableitung ohne Lüfter oder andere fehleranfällige Geräte sind extrem niedrige Temperaturen die neue Konstruktionsherausforderung geworden. Temperaturen weit unter null Grad fordern Komponenten wie Festplatten und Displays bis hin zum Systemausfall heraus – und die Tatsache, dass zahlreiche Industriestandorte mittlerweile an solche ungemütlichen Standorte verdrängt werden, führt dazu, dass die Nachfrage nach kältetoleranten Maschinen drastisch steigt.
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Da Industrie-PCs immer stärker als HMIs eingesetzt werden, ist es in vielen Branchen wichtig, die Zuverlässigkeit dieser Systeme bei extremer Kälte aufrecht zu erhalten. Ein kaltes System zu erwärmen ist jedoch weitaus schwieriger, als ein heißes System zu kühlen. Das Konstruktionsziel ist es, das System auf eine spezifische Temperatur zu bringen, bei der zuverlässiger Betrieb garantiert ist – üblicherweise um die Null Grad Celsius, der niedrigste Grenzwert für die meisten Computer-Komponenten. Fällt die Durchschnittstemperatur unter diese Temperatur, erfahren die meisten Systeme Ausfälle oder Signalkorrumpierung. Die elementare Lösung ist der Einbau einer Heizung, die sich bei der Temperaturschwelle um den Gefrierpunkt einschaltet. Dabei muss die Heizung allerdings auch die Umgebungstemperatur einbeziehen können, die Temperatur auf einer optimalen Schwelle halten, wenn das System es nicht selbst kann und schließlich darf sie das System nicht überhitzen, wenn die Temperatur im Inneren zu steigen beginnt.
Die grundlegenden Hardware-Komponenten eines Heizungssubsystems sind ein Heizelement und ein Temperatursensor. Es reicht jedoch nicht aus, eine Zieltemperatur einzustellen und die Heizung an- und auszuschalten, wenn die Temperatur erreicht ist. Diese Form von Steuerkreis wird oftmals Bang-Bang-Regelung genannt und sie ist berüchtigt für Ungenauigkeit und Verlust. Eine wesentlich effizientere Herangehensweise ist ein proportionaler Steuerkreis, bei dem die Systemtemperatur intelligent ermittel wird und in Abhängigkeit vom Systemzustand regelmäßige Anpassungen vorgenommen werden. Proportionale Steuerkreise liefern die größtmögliche Leistungs- und Ausgabeeffizienz, aber sie zu konstruieren ist kompliziert. Mit einem Heizelement wird die Ausgabe entsprechend der Leistungsstärke gesteuert. Proportionale Heizsteuerungen nutzen deshalb Impulsdauermodulation, um statt nur eines ‚ganz an‘ oder ‚ganz aus‘ Schalters ein Spektrum der Wattage abbilden zu können.
Vorhaben zum Nachweis der Energieoptimierung und die Verpflichtung, CSR-Berichte zu erstellen, beschäftigen die Industrie. Auch wenn diese zunächst mit Umstrukturierungen und finanziellen Aufwänden verbunden sind, so investieren Industrieunternehmen damit langfristig in ihre Zukunftssicherheit.‣ weiterlesen
Natürlich ist ein Sensor nötig, um die Wärmeabgabe zu überwachen, und schließlich zwei oder drei Software-Subsysteme, um die Systemtemperatur intelligent zu verwalten und zu überwachen. Jedes dieser Elemente birgt eigene Herausforderungen an die Konstruktion, was die Komplexität proportionaler Steuerungssysteme weit größer macht, als die von Bang-Bang-Regelungen. Im Gegensatz zur proportionalen Steuerung nutzten Heizlösungen in der Vergangenheit im allgemeinen Bang-Bang- (oder Hysteresis-)Steuerungen, die die Heizung bei Erreichen einer Schwellentemperatur an- oder ausschalten. Diese Steuerungen haben jedoch zahlreiche unerwünschte Nebeneffekte und potenzielle Fehlerquellen. Neben wesentlich geringerer Effizienz bergen Heizlösungen mit Bang-Bang-Steuerung das Risiko, die Spannungsversorgung zu verringern und die Plattform für den Absturz empfänglich zu machen. Sie können die internen Komponenten des Computers auch überhitzen und dadurch die mittlere Ausfallzeit verkürzen und die Gesamtbetriebskosten erhöhen. Für sensible Anwendungen, die ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Effizienz erfordern, sind Bang-Bang-Steuerungen schlichtweg zu anfällig.
Die Industrial Digital Twin Association hat mit PTC ein neues Mitglied. Gestartet mit 23 Organisationen, umfasst die Initiative nun 94 Mitglieder.‣ weiterlesen
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Rund 1 Million Industrieroboter werden allein im Automotive-Bereich eingesetzt. Laut der International Federation of Robotics ein Rekordwert. Das größte Wachstum beobachtet der Robotik-Verband derzeit in China.‣ weiterlesen
Firewalls gehören in Unternehmen zu den wichtigsten Sicherheitskomponenten, um das Netzwerk vor Angriffen zu schützen. Mehr noch, im integrierten und vernetzen Zusammenspiel mit weiteren Security-Lösungen, beispielsweise für die Endpoint-, Mobile- oder Cloud-Security und mit den immer wichtigeren Security-Services durch menschliche Experten, fügt sich die Firewall in ein ganzheitliches Security-Ökosystem ein, das alle IT-Bereiche im Unternehmen bestmöglich vor Angriffen und vor Schäden bewahren kann.‣ weiterlesen
Die Anforderungen an die Cybersecurity von überwachungsbedürften Anlagen werden deutlich konkretisiert. Betreiber müssen mögliche Gefährdungen ihrer Anlagen durch Cyberangriffe ermitteln und wirksame Gegenmaßnahmen entwickeln. Die zugelassenen Überwachungsstellen (ZÜS) werden zukünftig überprüfen, ob Cyberbedrohungen im Zusammenhang mit dem sicheren Betrieb der Anlagen ausreichend behandelt wurden.‣ weiterlesen
Mit dem Start der Anmeldung öffnet das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) die digitalen Pforten für den 19. Deutschen IT-Sicherheitskongress. Am 10. und 11. Mai 2023 findet der Kongress unter dem Motto 'Digital sicher in eine nachhaltige Zukunft' digital statt.‣ weiterlesen
Die längst verstaubt geglaubte Masche des 'Ich lasse mal einen USB-Stick mit Schadsoftware auf Parkplätzen zum Mitnehmen herumliegen' wurde doch tatsächlich noch einmal aus der Cybercrime-Kiste geholt.‣ weiterlesen
Sonicwall hat den Sonicwall Cyber Threat Report 2023 veröffentlicht. Dieser zweimal jährlich erscheinende Bericht gibt Einblicke in eine zunehmend diversifizierte Cyberbedrohungslandschaft und die sich verändernden Strategien der Bedrohungsakteure.‣ weiterlesen
Smart Factories bieten eine breite Angriffsfläche für Cyberattacken. Deshalb sichert die Freie Universität Bozen ihre 'Smart Mini Factory', eine Lernfabrik für Industrie-4.0-Technologien, mit der Endian Secure Digital Platform. Neben umfassender IT-Sicherheit ermöglicht die Plattform die Nutzung von Edge Computing und das Management von Rollen und Rechten.‣ weiterlesen
Mittelständische Unternehmen investieren selbst in schwierigen Zeiten in Microsoft-Technologien, weil sie überzeugt sind, dass ihre Mitarbeiterproduktivität steigt und sich ihre Kostenstruktur bessert. Microsoft hat mit dem Microsoft-Partner-Network ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. Für unsere Leser gibt die Microsoft-Partnerübersicht in Ausgabe Juli/August der IT&Production Tipps für die Suche nach einer geeigneten Branchen- oder Speziallösung im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Auf der Suche nach Innovation, nach neuen Lösungen und der Abgrenzung zum Mitbewerb vernetzen sich zunehmend mehr Unternehmen mit externen Experten und Partnern. SAP hat mit dem SAP-Ecosystem ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. In der Maiausgabe der Fachzeitschrift IT&Production erhalten unsere Leser einen aktuellen Überblick zum SAP-Ecosystem im Bereich des produzierenden Gewerbes.
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