Computertypen, Einsatzgebiete und Stand der Technik
Computer, egal welchen Typs, sind notwendig für die Erfassung, die Bearbeitung und die Ausgabe von Daten. Abhängig vom jeweiligen Einsatzgebiet werden aber bestimmte Anforderungen an die Computertypen gestellt, dementsprechend viele Computertypen gibt es, die alle auf die jeweiligen Einsatzgebiete abgestimmt sind, natürlich auf dem aktuellen Stand der Technik. Sie gehören heute zum festen Bestandteil des privaten und beruflichen Lebens. Kaum eine Firma kommt heute ohne Computer aus, seien es die normalen Bürocomputer, spezielle Panel-PCs oder tragbare Computer.
Vom Bürocomputer bis zur Workstation: die wichtigsten Computerarten
Für den Einsatz in unterschiedlichen Umgebungen haben sich heute verschiedene Computerarten entwickelt. Trotz der Gemeinsamkeit einer schnellen Datenverarbeitung oder Speicherung unterscheiden sich die Computer zum Teil sehr stark im äußeren Aufbau und in der Technik. So wird beispielsweise unterschieden zwischen stationären Computern oder tragbaren Computern. Hier sind zunächst die wichtigsten Computertypen:
der PC (Personal Computer) als Single-User-Computersystem, in der Regel ausgestattet mit einem mäßig leistungsfähigen Mikroprozessor, beispielsweise für den Einsatz im Büro
Server als Rechner in einem Netzwerk, welche anderen Computern im gleichen Netzwerk (den so genannten Clients) auf Anfrage Programme sowie spezielle Daten zur Verfügung stellen
Abteilungsrechner bzw. vernetzte Workstations, meist ausgestattet mit einer relativ hohen Rechnerleistung, häufig eingesetzt als zentrale Rechner zur Versorgung mehrerer Arbeitsplätze
so genannte Großrechner (Mainframes), an die bis zu mehrere 1000 Benutzer angeschlossen sein können und die über riesige Datenmengen verfügen
Mini-PCs, die meist für eine spezielle Aufgabe eingesetzt werden wie Computer bestimmter Hersteller (MSI Cube oder Acer Revo)
Laptops bzw. Notebooks als tragbare Computer und größte Varianten der mobilen Computer, in denen alle wichtigen Komponenten vorhanden sind wie zum Beispiel Festplatte, Arbeitsspeicher, Laufwerk oder Bildschirm
Tablet-PCs als kleinere Variante der tragbaren Computer, ausgestattet mit unterschiedlichen Betriebssystemen und einem Touchscreen als kombinierte Eingabe- und Ausgabeeinheit
Panel-PCs für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen, die mit unterschiedlichen Bildschirmgrößen, Montagearten oder in unterschiedlichen Bauformen erhältlich sind
spezielle Mikrocomputer wie zum Beispiel der Raspberry Pi, der Arduino oder ähnliche Einheiten für den Einsatz in bestimmten Arbeitsumgebungen oder für ausgewählte Einsatzzwecke (meistens mit nur einer bestimmten Funktion)
Wichtige Unterschiede und Vorteile der verschiedenen Computertypen
Alle Computer unterscheiden sich voneinander durch die verwendete Hardware, seien es nun mehr weniger leistungsstarke Prozessoren, ein unterschiedlich großer Arbeitsspeicher, verschiedene Displaygrößen, der Art der Montage und der Bedienung oder den physikalischen Aufbau. Die ersten Computer waren zum größten Teil herkömmliche Personal Computer als stationäre Rechner, bestehend aus einem Desktoprechner mit angeschlossenem Bildschirm, einer Tastatur, einer Maus sowie einen Zugang zum lokalen Netzwerk und zum Internet. Daraus entwickelt wurden tragbare Computer wie beispielsweise Laptops mit aufklappbaren Displays und einer relativ hohen Rechenleistung. Die meisten heute auf dem Markt befindlichen Laptops unterscheiden sich leistungsmäßig kaum von herkömmlichen, stationär aufgebauten Arbeitsplatzrechnern und könnten diese problemlos ersetzen, was aus Platzgründen auch immer häufiger geschieht. Der Trend geht eindeutig hin zu immer kompakter werdenden Geräten für den Beruf und im Alltag. Wichtige Bauarten stellen dabei auch die Tablet-PCs dar, die aufgrund ihrer Kompaktheit und Haltbarkeit immer häufiger dort eingesetzt werden, wo die wichtigsten Daten jederzeit und überall zur Verfügung stehen sollen, beispielsweise in größeren Industriebetrieben. Durch den kompakten Aufbau mit integriertem Display bzw. Touchscreen erlauben Sie einen ortsunabhängigen Betrieb, nicht zuletzt auch dank des eingebauten WLANs oder mithilfe eines mobilen Zugangs zum Internet.
Spezielle Panel-PCs nach gängigen Industriestandards
Die so genannten Industriecomputer kommen in unterschiedlichen Bereichen Industriebetrieben zum Einsatz, sei es nun in Schaltschränken oder Bedienpulten oder auch zur Montage an einer Maschine, an einem Schwenkarm oder auf einem Standfuß. Sie dienen zur Steuerung und Bedienung von Maschinen für die Prozessautomatisierung, zur Steuerung von Produktionseinheiten oder im Bereich der Gebäudeautomation, hier häufig auch durch den Einbau mithilfe eines Unterputzkastens in das Mauerwerk bzw. in eine Schnellbauwand. Von ihrer Leistungsfähigkeit her werden die Computer zum jeweiligen Einsatzzweck ausreichend leistungsstark ausgewählt. Vorteile dieser Computersysteme bestehen hauptsächlich aus einem geringen Verkabelungsaufwand und der einfachen Bedienung mithilfe von berührungsempfindlichen Bildschirmen. Durch die Einbaumöglichkeit in vorhandene Maschinen oder Maschinenteile ergibt sich ein nicht zu unterschätzender Vorteil hinsichtlich der Einbaugröße.
Was bei der Auswahl der Industriecomputer beachtet werden sollte
Es gibt einige wichtige Parameter, die für einen optimalen Einsatz beachtet werden sollten wie die richtige Displaygröße, die auch einen wesentlichen Einfluss hat auf die Gehäusegröße und somit auf die optimale Abstimmung auf die jeweilige Einbausituation. Um deutliche Qualitätseinbußen bei der Darstellung zu vermeiden, sollte ein auf die jeweilige Auflösung der Anwendung abgestimmtes Display zum Einsatz kommen. Ebenso wichtig ist das Seitenverhältnis, das ebenfalls durch die Programmdarstellung beeinflusst wird. Bei der Rechenleistung gilt, dass so viel wie nötig, dafür aber so wenig wie möglich an Rechenleistung vorhanden sein sollte, um den Stromverbrauch nicht unnötig in die Höhe zu treiben und gleichzeitig so viel Rechenleistung bereitzustellen, wie diese für die jeweilige Anwendung notwendig ist. Nicht vergessen werden sollte natürlich auch die richtige Entscheidung für die jeweilige Montageart, immer abgestimmt auf den vorgesehenen Einsatzort. Ein wichtiges Stichwort hierbei ist die Schutzart (IP) hinsichtlich des Schutzes gegen Feuchtigkeit oder Staub und Schmutz.
Minicomputer zum Aufbau autonomer Systeme
Eine immer größer werdende Rolle spielen auch spezielle Minicomputer wie beispielsweise der Raspberry Pi, welcher sich aufgrund der vielfältigen Einsatzgebiete einer immer größer werdenden Beliebtheit erfreut. Anfangs als sparsamer Minicomputer für Lernzwecke entwickelt, gibt es heute kaum ein Einsatzgebiet, in dem der beliebte Computer nicht schon zum Einsatz gekommen wäre. Dabei gilt dies keineswegs nur für private Einsatzzwecke, sondern auch für den Aufbau autonomer Systeme im Bereich der Industrie oder im Handwerk. Um die Computer in diesen Bereichen optimal nutzen zu können, sollten allerdings einige Dinge beachtet werden. So gibt es beispielsweise oft eine automatische Drosselung der CPU-Leistung ab einer bestimmten Arbeitstemperatur, die gerade im Bereich der Produktion fatale Folgen haben kann, ebenso wie der Ausfall der hier verwendeten SD-Karten zur Datenspeicherung beim Erreichen einer bestimmten Anzahl an Lese- und Schreibzyklen. Außerdem sollte beachtet werden, dass der Raspberry Pi gerade in diesen Einsatzgebieten oft einen remanenten Speicher für Daten benötigt, die in hoher Frequenz anfallen, beispielsweise bei der Aufbereitung von ständig anfallenden Prozessdaten. Ebenso wird ein permanenter Internetzugang benötigt, beispielsweise für die aktuelle Uhrzeit, welche für die Bereitstellung von Log-Files unbedingt benötigt wird.
Wichtig ist häufig der Anschluss für Industriebusse
Computer benötigen heute keinesfalls nur einen einfachen Ethernet-Anschluss. Gerade im Bereich der Industrie werden häufig mindestens zwei dieser Anschlüsse benötigt, beispielsweise für eine E/A-Kopplung zu einer SPS als E/A-Gerät. Häufig sind hier spezielle Industrie-Netzwerkcontroller notwendig, um die Multi-Protokollfähigkeit sicherzustellen. Als praktisch erwiesen haben sich hier auf viele Einsatzgebiete einstellbare Erweiterungsplatinen wie zum Beispiel der Automation-HAT. Diese Erweiterung verfügt über einige Eingänge für Sensoren sowie Ausgänge für externe Hardwarekomponenten. Außerdem kann es notwendig sein, spezifische Busse für Industrieanlagen wie beispielsweise Fertigungsroboter sowie sonstige autonomer Systeme zur Verfügung zu stellen, was unter Umständen einen großen zusätzlichen Aufwand bedeuten kann.
Fazit:
Computertypen gibt es heute eine ganze Menge. Für fast jeden Einsatzzweck mit den jeweiligen Hardwareanforderungen werden passende Computeranlagen bereitgestellt. Die Auswahl des optimal für den jeweiligen Einsatzzweck geeigneten Computersystems macht dies nicht gerade leichter. Gerade im Bereich der industriellen Umstellung auf moderne Computersysteme gibt es einige Fallstricke, die unter Umständen sehr teuer werden können. Nur mithilfe einer optimalen Abstimmung der zum Einsatz kommenden Computertechnik auf die Arbeitsbedingungen und die hardwaremäßigen Anforderungen können optimale Arbeitsergebnisse erzielt und somit die Effizienz gesteigert werden.
