Siemens-IPC sorgt für hohe Industrietauglichkeit und Verfügbarkeit

Wie das „Moore’sche Gesetz“ sagt, verdoppelt sich die erforderliche Rechenleistung von Computern etwa alle zwei Jahre – so auch beim neuesten Rack-PC von Siemens.

Der Simatic IPC547D bietet im Vergleich zu seinem Vorgänger eine Steigerung der Gesamtsystemleistung von nahezu 100%. Diese hohe Rechenleistung wird durch das Zusammenspiel von Intel-Core-Prozessoren der zweiten Generation und schnellem DDR3-Arbeitsspeicher erzielt. In der höchsten Ausbaustufe bietet der Rack PC z.B. einen Core-i7-Prozessor von Intel mit 3,4 GHz, welcher vier Rechenkerne besitzt und Intels Hyper-Threading- und Turbo-Boost-2.0-Technik unterstützt.

Der Arbeitsspeicher lässt sich auf bis zu 32 GByte aufstocken und als Massenspeicher kann ein Solid-State-Drive (SSD) eingesetzt werden, das auf Single-Level-Cell-Technik (SLC) setzt, um besonders hohe Robustheit und Schreib-/Lesegeschwindigkeit, besonders im Vergleich zu herkömmlichen Festplatten, zu erzielen. Die hohe Performance der vier Prozessorkerne, die dank Hyper-Threading die Abarbeitung von acht Threads simultan ermöglichen, eignet sich besonders gut für die Parallelisierung von Anwendungen auf einem Gerät.

Hohe Verfügbarkeit der Daten

Neben der hohen Performance-Steigerung muss der Anwender keine Abstriche bei der gewohnt hohen Datensicherheit machen. Für die sichere Datenspeicherung stehen Optionen mit RAID-1- und RAID-5-Festplattenkonfigurationen zur Verfügung. Neu hinzu kommt die Möglichkeit, robuste Flash-Massenspeicher in Form von SSDs einzusetzen.

Die zum Einsatz kommenden Festplatten haben eine Speicherkapazität von bis zu 1 TByte. Somit ergibt sich bei Konfigurationen im RAID-1-Verbund (Spiegelplatten) eine Speicherkapazität von 1 TByte. Im Vergleich dazu sind bei RAID-5-Konfigurationen 2 TByte Speicherplatz verwendbar – bei gleicher Ausfallsicherheit. Dadurch ergibt sich im Vergleich bei identischer Datensicherheit ein deutlich geringerer Preis je GByte bei RAID-5-Konfigurationen. Bei beiden Konfigurationen kann eine Festplatte im laufenden Betrieb ausfallen, ohne diesen zu beeinflussen.

Um keinen zusätzlichen Steckplatz zu belegen, ist der RAID-Controller auf dem Mainboard integriert. Während die RAID-1-Konfiguration sowohl fest eingebaut für hohe Schwing- und Schockbelastungen als auch im Hot-Swap-Wechselrahmen zur Verfügung steht, ist die RAID-5-Konfiguration nur frontseitig im Hot-Swap-Wechselrahmen erhältlich. Dies hat den Vorteil, dass im Falle eines Festplattendefektes die fehlerhafte Festplatte schnell und einfach im laufenden Betrieb ausgetauscht werden kann und so Stillstandszeiten effektiv vermieden werden können. Zusätzliche RAID-Alarm-LEDs neben den Festplatteneinschüben erleichtern die Identifizierung der fehlerhaften Festplatte vor Ort.

Alternativ zu herkömmlichen Festplatten gibt es die Möglichkeit, eine SSD mit 50 GByte Speicherplatz zu verwenden. Diese setzt auf Flash-Speicherzellen anstelle rotierender Magnetscheiben und ist somit nahezu unempfindlich gegenüber Vibration und Schock. Aufgrund ihres Aufbaus und dem hohen Grad an parallelen Datenleitungen bietet sie zudem eine sehr hohe Schreib-/Leseperformance im Vergleich zu herkömmlichen Festplatten.

Um sensible Daten zu speichern und gegen Diebstahl zu schützen, besteht die Möglichkeit, die interne USB-Schnittstelle zu nutzen – beispielweise für Software-Dongles.

Sicherer Betrieb im Dauereinsatz

Datensicherheit allein reicht nicht, um eine hohe Gesamtverfügbarkeit des Rack-PC zu erzielen. Das spezielle temperaturgesteuerte Überdruckbelüftungskonzept zur Entwärmung ermöglicht trotz der hohen Performance den gesicherten 24-h-Dauereinsatz selbst bei Umgebungstemperaturen bis +40°C. Das häufig am Markt übliche „Heruntertakten“ (Throttling) des Prozessors wird ausgeschlossen.

Staubablagerungen im Inneren des Rechners könnten zu Systemausfällen durch Kurzschlüsse auf dem Mainboard führen. Um dies zu vermeiden, besitzt der Simatic Rack-PC einen Staubfilter, durch den die Luft mit einem drehzahlgesteuerten Gehäuselüfter in das Gehäuse gesaugt wird. Der im Gehäuseinneren entstehende Überdruck sorgt dafür, dass Staub nicht durch andere Gehäuseöffnungen eindringen kann und Staubablagerungen auf ein Minimum reduziert werden.

Neben den Möglichkeiten zur Erhöhung der Datensicherheit lässt sich mit der optional erhältlichen redundanten Stromversorgung die Ausfallsicherheit des gesamten Systems erhöhen. So beeinträchtigt der Ausfall eines Netzteilmoduls, das sich ohnehin bereits durch eine hohe MTBF auszeichnet, nicht den Betrieb des Rack-PC.

Das zweite Netzteilmodul übernimmt in so einem Fall automatisch die Stromversorgung des Rechners. Da die Stromversorgungsmodule in einem Hot-Swap-Wechselrahmen montiert sind, kann man zudem das fehlerhafte Modul im laufenden Betrieb schnell und einfach nach Lösen von nur einer Schraube wechseln.

Das trotz all dieser Features kompakte Ganzmetallgehäuse sorgt für hohe elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und erfüllt die CE-Normen für den Industrie- wie auch für den Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereich. Zudem hilft das kompakte Gehäuse mit einer Tiefe von nur 450 mm Kosten und Platz zu sparen. Es kann ohne weiteres in 19“-Schaltschränken ab 500 mm Tiefe untergebracht werden, ohne dass teure abgewinkelte Anschlussstecker benötigt werden.

Zudem ist der Rack-PC für Schockbelastungen von bis zu 1 g und Vibrationen bis zu 0,2 g ausgelegt und kann somit auch in raueren Umgebungen von Anlagen eingesetzt werden.

Flexibel erweiterbar

Mit seiner Gehäusetiefe von 450 mm ist der neue Rack-PC von Siemens zwar besonders kompakt, aber Abstriche bei Erweiterbarkeit und Flexibilität sind trotzdem nicht nötig. So kann man ihn mit bis zu sieben Erweiterungskarten an die jeweilige Applikation anpassen. Alle Erweiterungssteckplätze bieten dabei Platz für lange Karten, wie sie etwa in Form von Framegrabber-Karten für die Bildverarbeitung zu finden sind. Dabei stehen folgende Erweiterungssteckplätze zur Verfügung: viermal PCI, einmal PCIe x8 (1 Lane) sowie zweimal PCIe x16 (1x 16 Lanes, 1x 4 Lanes).

Ergänzt wird die Erweiterbarkeit durch eine Vielzahl an Schnittstellen, z.B. für den Anschluss von externer Peripherie, die schon auf dem Mainboard integriert sind. Dies sind zum Beispiel elf USB-2.0-Schnittstellen (8x rückseitig, 2x frontseitig, 1x intern, z.B. für einen Software-Dongle), zwei teaming-fähige Gigabit-Ethernet-Schnittstellen von Intel für den Aufbau von redundanten Netzen, zwei COM-Schnittstellen, eine LPT-Schnittstelle und zwei PS/2-Schnittstellen.

Ausgiebig getestet

Um ein fehlerfreies Zusammenspiel aus Simatic-Software und IPC547D zu gewährleisten, durchlief der IPC umfangreiche Systemtests. Dazu zählt auch das Scada-System Simatic WinCC, das auf dem Rack PC uneingeschränkt freigegeben ist. Das reduziert sowohl Aufwand als auch Risiko bei der Systemintegration. Zudem stehen dem Anwender Packages aus Simatic IPC und systemgetesteter Simatic-Software zur Verfügung, die zusätzliche Preisvorteile bieten.