Industrial PC of box PC

Steeds vaker worden box PC's toegepast op plekken waar voorheen een 'industriële slot PC' werd toegepast. Wat is daar de reden voor en is het verstandig? Kan een box PC wat een industrial PC kan?

In een industriële slot PC kan met uitbreidingskaarten functionaliteit worden toegevoegd zoals extra seriepoorten, Firewire, CAN bus of digitale I/O. Heel handig, omdat zo vrijwel elke PC kan worden uitgebreid totdat het beoogde doel wordt bereikt. Een aantal jaren geleden was een industrial computer standaard hooguit voorzien van twee seriepoorten en een LAN poort, wat uitbreiding vaak noodzakelijk maakte.

Maar sinds een paar jaar zijn er box PC's die in een compacte behuizing toch een flink aantal poorten herbergen. Vier seriepoorten, dubbele gigabit ethernet en zes USB poorten zijn niet uitzonderlijk tegenwoordig. Ook een dubbele monitor aansluiting is steeds gebruikelijker. Voorheen was dit alleen bereikbaar via add-on cards, nu is het standaard.

De box PC is daarmee een volwaardig alternatief geworden voor de industrial PC, althans op het gebied van I/O connecties. Er zijn ook box PC's die nog een PCI of PCI express slot vrij hebben, waarmee ze nog universeler inzetbaar zijn.

Hoe zit het met de overige prestaties? Kan een box PC hetzelfde als een industriële PC? Ja en nee: voor de meeste industriële besturingstoepassingen is een box PC met b.v. een Intel Atom of Pentium-M processor snel genoeg. Maar gaat het om zwaardere applicaties, met veel grafische onderdelen of met behoefte voor meer opslagcapaciteit, dan is een industriële computer toch verstandiger.

De meeste box PC's zijn dankzij een relatief bescheiden processor fanless gekoeld, wat ideaal is voorde bedrijfszekerheid. Maar een actief gekoelde industriële PC kan toch betere prestaties leveren, als die nodig zijn tenminste. Een Core2Duo of zelfs Xeon processor behoren tot de mogelijkheden, en daar kan een box PC qua prestaties nooit tegenop. Zo heeft elk nadeel weer zijn voordeel...

Long lifetime support

Eén van de meest gehoorde vragen bij industriële PC's is de 'long lifetime support', oftewel een lange leverbaarheid. Vaak heeft een machinebouwer of system integrator zelf ook een verplichting naar zijn klant(en) om  voor b.v. minimaal 5 jaar het geleverde systeem te ondersteunen. Binnen die periode is het noodzakelijk dat de hardware kan worden uitgewisseld, geüpgrade of bijgekocht om een installatie in de lucht te houden of zelfs uit te breiden.

Denk b.v. aan een productielijn die in 2009 in gebruik wordt genomen. Niet alleen moet deze lijn minimaal 5 jaar blijven draaien, maar als er in 2013 nog een extra machine nodig is om de lijn uit te breiden, dan is de leverancier volgens het contract verplicht om dit nieuw te leveren. Voor mechanica is dit vaak wel mogelijk, maar de snelle computerwereld is dan alweer lichtjaren verder.

Ook hierbij biedt de industrial computer uitkomst, want het is heel normaal dat een mainboard langer dan 5 jaar leverbaar blijft - met garanties zwart op wit, indien gevraagd. Dat is niet alleen fijn voor de eindgebruiker, maar ook voor de machinebouwer of system integrator zelf. Want dit betekent dat de soft- en hardware die zijn ontwikkeld voor deze machine langdurig kunnen worden gebruikt en niet om de haverklap hoeven te worden aangepast aan de computer hardware die op dat moment gangbaar is. Typisch een win-win situatie dus...

"Wie gebruikt er nog ISA slots?"

Deze vraag krijgen we vaak te horen als mensen zien wat er beschikbaar is bij HPS aan industriële computers. Want eerlijk is eerlijk, de hoogtij dagen van de ISA bus liggen ver achter ons... Toch is het nog een veel gebruikte bus in de industriële wereld, waar de technologie niet altijd voorop hoeft te lopen om effectief te zijn.

Denk bijvoorbeeld aan een industrial computer voor een machinebesturing die 15 jaar geleden werd ontwikkeld, welke via een seriële poort of via digitale I/O connecties met een machine communiceert en procesgegevens noteert en fouten herkent. Er zijn legio van dit soort oplossingen die nog draaien op dit moment, meestal op basis van MS-DOS (wat ook nog veelvuldig wordt geleverd!).

In de tijd dat dit concept werd ontwikkeld was de 386 processor nog snel en was ISA de norm op het gebied van insteekkaarten. Op die specificaties werd destijds een applicatie ontwikkeld, geïmplementeerd en verder ontwikkeld tot alles perfect werkte. Nu, vele jaren later, is het nog steeds de meest economische oplossing in veel gevallen. Dat komt door de relatief kleine aantallen waarin dergelijke systemen vaak worden gebouwd, en de grote belangen die eraan gekoppeld zijn. Ontwikkeling van een nieuwe applicatie is vaak lastig of tijdrovend, en voegt weinig extra functionaliteit toe. Ook nieuwe hardware op b.v. PCIexpress of PCI bus is niet persé beter, als de huidige combinatie ook al goed werkt.

Als het dus mogelijk is om op de oude voet door te gaan, geniet dit vaak de voorkeur: "if it aint't broken, don't fix it". Zo kan het gebeuren dat er anno 2009 nog volop industriële PC's met ISA slots worden verkocht, vaak omdat er één kaart is die er in moet passen en die het hart van een systeem vormt. We zullen dit met de PCI bus binnenkort ook weer zien gebeuren, ook daarvoor kunnen we nog jaren industrial PC's blijven leveren.

Panel PC - ja of nee?

Een populaire variant van de industriële computer is de panel PC. Dit is een combinatie van (LCD) beeldscherm en computer in één behuizing. Sinds de opkomst van het LCD scherm is dit een zeer compacte, bruikbare oplossing die veel toepassingen kent. Vooral in de proces-automatisering, maar ook bij kiosk/bank toepassingen zien we de panel PC veel om ons heen. Met de jaren is de kwaliteit en betrouwbaarheid toegenomen, zodat het nu een goed alternatief is voor een los LCD scherm met aparte computer.

Meestal wordt een panel PC bediend via een touch screen, soms in combinatie met een toetsenbord. De laatste jaren is het touch screen steeds geaccepteerder, mede dankzij de opkomst van de smartphone die veel mensen ermee bekend heeft gemaakt. Bediening is gemakkelijk en goed afgeschermd (in vergelijking met een toetsenbord), maar invoer van grote hoeveelheden data is niet praktisch. Ook moet de software die wordt gebruikt geschikt zijn voor het touch screen. Denk dan b.v. aan knoppen die groot genoeg zijn.

De grootste voordelen van de panel PC zijn:

• Alles in één: gemakkelijk te plaatsen en uit te wisselen
• De meest compacte oplossing
• Goede bescherming tegen stof en vuil (aan de voorzijde)

Nadelen zijn er ook natuurlijk:

• Alles in één: scherm en PC niet apart te vervangen
• Weinig uitbreidingsruimte voor add-on cards of b.v. 2e harddisk
• Afvoer van warmte is vaak minder goed dan bij los scherm + PC

Met de komst van low-power processoren zoals de Intel Core2Duo (mobile) en de Intel Atom is de panel PC nog geschikter geworden, ook voor grafische toepassingen. De geringe stroomconsumptie zorgt voor minder warmteproductie = minder koeling en minder uitval. Ook wordt het hierdoor mogelijk om een panel PC in kleinere ruimtes te plaatsen, zoals in een wand of muur.

Warmte: een 'hot topic' bij computers

De meest voorkomende oorzaak van uitval van computers is al jaren dezelfde: warmte. Niet alleen kan warmte voor onmiddellijke uitval zorgen, b.v. als de temperatuur sterk stijgt door uitval van de CPU fan, maar vooral op lange termijn is het een killer. De levensduur van een computer of server wordt drastisch beïnvloed door de werktemperatuur. Vooral voor rackmount servers en industriële PC's is dit een aspect waaraan veel aandacht moet worden besteed, maar dat gebeurt vaak niet voldoende. Uitval op de korte of middellange termijn is dan vaak het gevolg. Zeker bij projecten met grote aantallen of bij plaatsing in het buitenland kan dit voor dure consequenties zorgen...


Veel mensen verkijken zich op de specificaties die worden opgegeven door de fabrikant. Daarin staat b.v. dat een omgevingstemperatuur van 0 tot 60 graden Celcius mogelijk is. Echter, dat maximum is niet voor bedoeld voor continu gebruik, maar voor korte periodes. Want de slijtage die optreedt bij die temperatuur is veel hoger dan bij b.v. kamertemperatuur. Zit uw toepassing tegen dit maximum aan, dan is extra koeling een 'must'. Dit geldt zowel voor reguliere PC's als voor industriële computers.

De MTBF ('mean time between failure', oftewel de gemiddelde tijd tussen storingen) is een kengetal dat hier duidelijke aanwijzingen voor geeft, en dat door de fabrikanten van o.a. industriële computers wordt bepaald voor de meeste producten. De MTBF wordt uitgedrukt in uren en kan worden gebruikt om de zwakste schakel te bepalen, of om twee producten met elkaar te vergelijken. De meeste fabrikanten zijn alleen heel terughoudend met het verstrekken hiervan, dus het is vaak lastig om het boven tafel te krijgen. Bij een MTBF staat meestal ook de temperatuur waaronder deze geldig is, in sommige gevallen wordt de MTBF zelfs voor verschillende temperaturen vermeld. De verschillen in verwachte levensduur die dit oplevert zijn vaak spectaculair!

Wat kunnen we hiermee in de praktijk? De gouden regel is: hoe lager de temperatuur, hoe langer de levensduur. Dus als er de mogelijkheid is om meer te koelen, of om een processor te gebruiken die minder stroom verbruikt (en dus minder warmte produceert) dan is dit altijd een goede zet. Niet elke toepassing is even kritisch op temperatuur, maar als u een industriële computer of server gaat inzetten in een omgeving die met hoge temperaturen te maken heeft, dan raden we u aan om hier terdege rekening mee te houden.

Industriële PC's op internet

Natuurlijk is internet een geweldige bron van informatie, ook op het gebied van industriële PC's. De volgende links vind ik zelf de moeite van het lezen waard:

• Wikipedia over industrial PC
• Passmark CPU list, een handig interactief overzicht met CPU's en hun snelheden. Heel handig om te vergelijken tussen twee modellen.
• Tom's hardware is een site die veel producten test op computergebied, ook b.v. SSD's en harddisks die in industriële PC's ook worden toegepast.
• De industrialpc startpagina is ook een aardige bron van links naar andere bronnen en leveranciers.
• Products4engineers is een verzamelplaats van product informatie, ook op het gebied van industrial computers.

Waarom een industriële computer?

Een veelgestelde vraag is wat de voordelen zijn van een industriële computer ten opzichte van een standaard kantoor-PC. Waarom zou u meer geld uitgeven voor iets dat op het eerste gezicht hetzelfde kan ?

Kort samengevat kent de industriële PC de volgende voordelen:

• Grotere bedrijfszekerheid
• Kortere down-time
• Meer invloed op de configuratie
• Beschikking over ISA en PCI slots
• Eenvoudig upgradeable
• Stevig chassis met goede koeling en stoffiltering
• Eenvoudig te monteren
• Toepasbaar in alle situaties
• Ruimtebesparing
• Extra I/O aansluitingen
• Watchdog timer

Lees het hele artikel op onze website voor de achtergronden bij deze post. Het artikel is deze maand ook gebruikt in een publicatie van E-Totaal, als basis voor een artikel.

Maritieme PC's

Een eigen plek in de wereld van de industriële computers is gereserveerd voor de maritieme PC's. Zoals de naam doet vermoeden zijn deze PC's bedoeld voor gebruik aan boord van schepen, met als speciale eigenschap dat ze voldoen aan de strenge internationale eisen die hieraan gesteld worden.

Deze eisen, die bekend staan onder de naam 'type approval', hebben vooral betrekking op EMC afscherming en temperatuur- en trillingseisen. Heel zwaar voor een computer, vandaar dat de keuze aan gekeurde modellen beperkt is: alleen een PC die ontworpen is met dit doel voor ogen zal de keuring doorstaan.

We hebben de afgelopen 16 jaar al veel ervaring opgedaan met PC's aan boord van schepen, een mooi voorbeeld is de zojuist gebouwde 'Vox Máxima' (foto) die voor Van Oord gaat werken aan de tweede Maasvlakte en die met computers van HPS draait. Daarom zijn we blij dat we sinds de zomer het Lauer assortiment in Nederland mogen leveren. Lauer is gespecialiseerd in maritieme PC's en vult ons assortiment mooi aan voor de nautische sector. Hiermee kunnen we nog beter voorzien in de vraag naar computers en beeldschermen voor gebruik aan boord van schepen.

Industriële PC's - een introductie

Welkom op deze blog, waarin we informatie over industriële PC's, panel PC's en mini PC's willen geven. Wat is een industriële PC? Wat zijn de toepassingen? Wat zijn de voor- en nadelen? Op deze vragen en aanverwante zaken komt een antwoord.

Het is me opgevallen dat er veel mensen niet op de hoogte zijn van de verschillen tussen standaard PC's en industriële PC's, met deze blog willen we daar verandering in proberen te brengen. De toepassing van een industrial PC kan namelijk een hoop problemen besparen! De komende tijd zal ik in deze blog ingaan op de verschillende aspecten die een rol geven en ook voorbeelden van 'real life' applicaties geven. Watch this space...