Eingebettet für maritime Anwendungen

Für Anwendungen ohne Display bietet TL Electronic mit dem Winmate I330EAC-ITW einen leistungsstarken Embedded-PC, der speziell für die Anforderungen im Schiffsbetrieb entwickelt ist. Sie übernehmen Aufgaben wie die Automatisierung, die HLK-Regelung (Heizung-Lüftung-Klima) oder die Anbindung weiterer Steuerungs- und Medien-Systeme (Bild 5).

Prozessorseitig arbeitet der Marine-Embedded-Rechner mit dem Intel Core i5-1135G7 und greift auf einen DDR4L-Arbeitsspeicher von 4 GByte zu, der sich auf bis zu 32 GByte erweitern lässt. Außerdem verfügt der Embedded-PC über einen herausnehmbaren 2,5-Zoll-SSD-Laufwerkschacht sowie
zahlreiche Schnittstellen, wie Multi-Video-Ausgang, DVI-HDMI-Display-Anschluss, vier digitale Eingänge sowie vier digitale Ausgänge. Obendrein stellt der
I330EAC-ITW acht RS-422-Anschlüsse bereit, die nach der NMEA-0183 spezifiziert sind. Der Nationale Verband für Schiffselektronik (National Marine Electronics Association, NMEA) hat die NMEA 0183 für die Kommunikation zwischen Embedded-PC, Radiowellen (GPS), elektroakustische und Windgeschwindigkeits-Messgeräte aktualisiert [5]. Damit stellt die NMEA die einheitliche Namenskonvention für die Bezeichnung von Ports sicher. Sie folgt den gleichen Regeln wie für die Rx- (Receive) und Tx-(Transmit) Kennzeichnungen, verwendet jedoch stattdessen die Beschreibungen „Talker“ (Sprecher) und „Listener“ (Hörer). Der Rx- bzw. Listener-Port des Embedded-PC ist damit der Eingang, während der Tx- oder Talker-Port der Ausgang ist, der Daten an ein anderes Gerät sendet.

Wie alle Lösungen von TL Electronic für die see- und marinetauglichen Applikationen zeichnet den Embedded-PC das DNVGL-CG-0339- sowie IEC-60945-Zertifikat aus. Für noch mehr Sicherheit verfügt der I330EAC-ITW über einen isolierten 1,5-kV-Stromschutz. Denn die elektrischen Systeme sind extremen Bedingungen ausgesetzt, wie Feuchtigkeit, Salz und Vibrationen oder Blitzschlag. Der isolierte Stromschutz von 1,5 kV hilft, die Integrität des Systems zu gewährleisten und das Risiko von Kurzschlüssen oder elektrischen Fehlfunktionen zu minimieren. „Der schiffstaugliche Embedded-PC wird in ähnlicher Konfiguration seit einigen Jahren bereits auf verschiedenen Schiffsklassen bzw. -typen eingesetzt“, erläutert S. Götz. Gleichzeitig kann der multifunktionale Rechner z. B. auch die Beleuchtung steuern oder die AV-Technik (Audio/Video) in die Bordsysteme integrieren.

Internet der Dinge auf See realisieren

In der Schiffstechnik werden zahlreiche verteilte Sensoren, Aktoren sowie Rechnereinheiten für die Datenanalyse und Steuerung genutzt. „Mit dem hochseetauglichen IoT-Gateway sorgt man schnell für umfangreiche Multi-Konnektivität und sichert stets den Datenfluss und die Datenverarbeitung. Das Plug-and-play-Gateway EACIL67 ist die geeignete Industrie-4.0-Lösung und realisiert zusammen mit den anderen Marine-Grade-Industrie-PC schnell und einfach IoT-Anwendungen an Bord“, stellt S. Götz fest. Dank ihrer stabilen Bauart und ihrer vielseitigen Montagemöglichkeiten sind die Mini-Industrie-PC ideal für den Einsatz im Außen- bzw. Innenbereich von Schiffen geeignet (Bild 6).

Der EACIL67 mit den Abmessungen b × h × t von 100 mm × 31 mm × 115 mm setzt auf die Performance des energiesparenden Intel-Prozessors Celeron N3350 oder Intel Pentium N4200 mit jeweils einer Taktrate von 1,1 GHz sowie 4 GByte Low-Power-DDR3-Arbeitsspeicher. Für den Hochsee-Einsatz ist die Hardware des Gateways in belastbarer Industrietechnik verbaut und arbeitet zuverlässig im Temperaturbereich von −20 °C bis 60 °C sowie bei einer
Luftfeuchtigkeit von 10 % bis 90 %. Obendrauf ist das EACIL67 gemäß DIN EN 60068-2-27 [6] Schock-resilient und nach Schutzart IP67 staub- und wasserdicht – inklusive der zwei RJ45-Buchsen für Gigabit-Ethernet und der drei USB-Schnittstellen. Der USB-Typ-C-Port mit Display-Port Alternate Mode (DP-Alt Mode) lässt sich multifunktional nutzen, z. B. als A/V-Ausgang, zur Datenübertragung oder zur Stromversorgung. Die kompakten Industrierechner werden einfach an der Wand, per VESA-Lochung oder auf DIN-Hutschiene im Schaltschrank montiert.

Das IoT-Gateway wird auf dem Schiff typischerweise genutzt für die präventive Überwachung sowie für die Steuerung der Abläufe z. B. der Bilgepumpen sowie für die Anbindung von Sensorik und Aktorik an die Scada-Ebene (Supervision Control and Data Acquisition). „Damit lassen sich relevante Indikatoren auswerten und drohende Gefahren oder Verschleißerscheinungen frühzeitig erkennen“, stellt S. Götz dar.

Strategisch gut aufgestellt

Als strategischer Industriepartner bindet TL Electronic den direkten Support von Microsoft nahtlos ein. Zusätzlich zu der breiten Palette von Produkten und Lösungen, die alle Anforderungen der Schifffahrtsindustrie erfüllen, können Anwender somit bedarfsgerechte Software- und Cloud-Lösungen nutzen. Darüber hinaus ist das Unternehmen Intel-Partner. Dadurch sichern sich Anwender exklusiv den Wissensvorsprung auf aktuelle Entwicklungen, Lösungen und Support für schnelle und intelligente Rechen-Performance. „Als führender Hersteller von Marine-Computing-Lösungen ist Winmate, unser langjähriger Partner für die Herausforderungen effizienter, sicherer Digitalisierung und Automatisierung auf See, bestens aufgestellt“, bekräftigt
S. Götz abschließend.

Literatur

1. TL Electronic GmbH, Bergkirchen-Feldgeding: www.tl-electronic.de
2. Winmate Inc, New Taipei City/Taiwan: www.winmate.com
3. ECDIS: https://www.bsh.de/DE/THEMEN/Vermessung_und_Kartographie/Seekartographie/_Module/Akkordeon/Elektr_Seekarten/ECDIS.html
4. IEC 60945:2002 Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems – General requirements – Methods of testing and required test results. Edition 4.0. Genf/Schweiz: Bureau Central de la Comission Electrotechnique Internationale
5. Guide to NMEA-0183 Interconnections: https://continuouswave.com/whaler/reference/guideNMEA0183.html
6. DIN EN 60068-2-27 VDE 0468-2-27:2010-02 Umgebungseinflüsse – Teil 2-27: Prüfverfahren – Prüfung Ea und Leitfaden: Schocken. Berlin · Offenbach: VDE VERLAG