Augen auf bei Design und Komponentenauswahl

Es geht oft heiß her in der Lebensmittelindustrie. Kein einfacher Job für sensible Industriepanel-PCs. TL Electronic kennt die Tücken des harten Arbeitsalltags. Der zertifizierte Industrie-PC-Hersteller sowie Veredler von Panel-PCs entwickelt und produziert spezielle IPC-Lösungen für die Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie. Den Experten ist bekannt, dass die Maschinenanforderungen für den Nahrungs- und Genussmittelbereich zu den härtesten Herausforderungen zählen. Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, die seit dem 29. Dezember 2009 europaweit gilt, beinhaltet solche Maschinenanforderungen. Sie formuliert in Anhang I 2.1 Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen an die Gesamtkonstruktion von Maschinen für die Nahrungsmittelindustrie.

In dieser Richtlinie werden beispielsweise Vorgaben für Materialien, Flächen, und Verbindungen genannt sowie für das Ableiten von Flüssigkeiten. Außerdem nennt sie Voraussetzungen für eine optimale Reinigung und gibt Hinweise für die Angaben in der Betriebsanleitung. Dass diese Vorgaben in der Maschinenrichtlinie nicht sehr konkret formuliert sind und daher als Vorlage für die Konstruktion hygienegerechter Maschinen und Komponenten nicht ausreichen, zeigt der folgende Auszug: Werkstoffe und Konstruktion sind so zu wählen, dass es erstens zu keinen Verschmutzungen kommt, die später zu Kontaminationen führen können. Zweitens ist die Maschine so zu konstruieren, dass sie leicht zu reinigen und zu desinfizieren ist.

„Diese Anforderungen sind sehr allgemein gehalten“, erklärt Michael Mohr, der gemeinsam mit Stefan Götz geschäftsführender Gesellschafter des Unternehmens ist. „Es ist also die Entwicklungskompetenz und die Erfahrung des Herstellers gefordert“, unterstreicht er und verweist damit auf die EHEDG. Sie gibt klare Hinweise für die hygienische Gestaltung von Geräten und zeigt Gestaltungskriterien für hygienegerechte Maschinen und Komponenten auf. „Unsere Panel-PCs sind für den besonderen Einsatz nach besonderen Gestaltungsprinzipien konstruiert. Damit werden konstruktive Schwachstellen einer hygienebezogenen Gefährdung vermieden. Außerdem orientieren sich unsere Lösungen an die DIN EN ISO 14159, den strengen Hygieneanforderungen für die Gestaltung von Maschinen“, fügt Mohr hinzu.

Starkes, meist heißes Strahlwasser zur Reinigung, direkte Sonneneinstrahlung, große Temperaturschwankungen, Kondensation durch extreme Luftfeuchtigkeit sowie aggressive chemische Reinigungsmittel gehen weit über das Belastungsprofil eines üblichen Edelstahl-Panel-PCs hinaus. Daher berücksichtigt der Industrie-PC-Hersteller bei der Entwicklung alle Elemente des Gesamtsystems. „Die extreme Reinigung und die sensiblen Umweltfaktoren stellen hohe Ansprüche. Gehäusedesign und Komponentenauswahl der Panel-Industrie-PCs erfordern hier einen entsprechend hohen Qualitätsgrad“, erläutert Stefan Götz.

Zudem wird auf eine hohe Energieeffizienz des Systems geachtet. Der Vierkern-Prozessor Celeron N2930 arbeitet beispielsweise mit nur 7,5-W-Verlustleistung und kommt zudem vollständig ohne Lüfter aus. Nicht zuletzt aus diesem Grund erreicht der Industrie-PC eine Schutzklasse von IP 65 bzw. IP 67 und ist damit verlässlich gegen Staub und Wasser geschützt.

Die Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie fordert erfahrungsgemäß die Schutzklasse IP 65. Wegen der Hygienevorschriften verlangt die Reinigung mit erhöhtem Strahlwasserdruck jedoch mindestens Schutzart IP 67. Umsetzen lässt sich die Erhöhung der Schutzart von IP 65 auf IP 67 durch eine spezielle, mechanische Verstärkung. Je nach Anforderung können sogar Schutzgrade bis zu IP 69 realisiert werden. Dichtmaterialien wie EPDM maximieren den Schutz der Industrie-Panel-PC-Einheiten. Der Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (kurz EPDM) ist ein terpolymeres Elastomer, das extrem belastbar und resistent gegen chlorhaltiges Wasser und andere chemische Beanspruchungen ist. Dadurch werden die Dichtigkeit des Edelstahl-Panel-PCs und seine hohe Schutzklasse langfristig gesichert.

Auch in Bezug auf das Design und die verwendeten Materialien wird darauf Wert gelegt, das Kontaminationsrisiko zu minimieren. „Die Oberflächen der Komponenten und konstruktiven Elemente sowie die Materialien insgesamt müssen sich leicht reinigen lassen. Deswegen vermeiden wir bei unseren Panel-PCs der Controlline-ESW-Serie scharfe Ecken und Kanten. Denn nur so setzen sich Verschmutzungen nicht fest und lassen sich leichter entfernen“, erläutert der Industrie-PC-Experte Mohr.

„Einfallendes Sonnenlicht oder extreme Temperaturschwankungen mit Kondensationsgefahr müssen in rauer Einsatzumgebung bedacht werden“, stellt IPC-Fachmann Götz dar und fügt hinzu: „Sonnenlichttaugliche LCD-Panels mit 1000 cd/m² Leuchtkraft erreichen mit Schutzglas oder Touchscreen noch etwa 850 cd/m² Lichtstärke. Ein ausgezeichneter Leuchtdichtwert. So können Anwender die IP-65- bis IP-67-geschützten Panel-PCs selbst unter starkem Sonnen- oder Lichteinfall einsetzen.“ Gleichzeitig sind die Panel-PCs vor Kondensationsfeuchtigkeit geschützt, denn das Unternehmen nutzt das sogenannte Optical-Bonding-Verfahren. Dabei wird die Schutzglas- oder Touchscreenscheibe mit einem hochtransparenten Klebstoff direkt mit dem LCD-Panel zu einer festen Einheit verbunden. Der typische Luftspalt zwischen dem Schutzglas und dem LCD-Panel ist durch die transparente Flüssigverklebung somit nicht mehr vorhanden und es kann sich kein Kondenswasser bilden. „Insgesamt wird ein klareres Bild mit hohem Kontrast und wenig Reflexionen erreicht und das selbst bei stärkstem Lichteinfall“, folgert Mohr. Somit wirkt das Optical-Bonding-Verfahren als Maßnahme, um Betriebssicherheit und Lebensdauer des Geräts deutlich zu erhöhen.

Die LED-Displays der Slimline-ES-Serie erhält man im Format 4:3 mit Diagonalen von 15 bis 19 “ (38,1 bis 48,3 cm) und Auflösungen von 1024 x 768 bis 1280 x 1024 Pixeln. Zudem gibt es die Displays im Format 16:9 mit 21,5 „-Diagonale (54,6 cm) und in brillanter Full-HD-Qualität mit 1920 x 1080 Pixeln. Auf Wunsch sind sie zudem mit einem resistiven Touchscreen ausgestattet, der sich auch mit Arbeitshandschuhen sicher bedienen lässt.

Die leistungsstarke PC-Einheit meistert mit der Intel Celeron CPU N2930 und viermal 1,83 GHz Taktfrequenz zuverlässig jede Steuerungsaufgabe. Dafür sorgen bis zu 8 GB DDR3L-RAM sowie mindestens 500 GB Festplattenspeicher. Das integrierte System on Chip erreicht eine 64-Bit-Verarbeitung und kann mehr als 4 GB virtuellen sowie physischen Speicher adressieren. Selbst die Kommunikationsschnittstellen für USB, RJ45 für Gigabit-Ethernet und RS232 sowie für die externe 12-VDC-Spannungsversorgung sind vollständig IP-65-geschützt – spezielle Anschlusskabel inklusive.

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