Neuer IPC statt EOL Retrofit für Offshore

Öl-Plattformen zählen zu den anspruchsvollsten Einsatzgebieten von Industrie-PCs und erschweren so die Entwicklung eines Retrofits. (Bild: ADL)

Aufgrund einer End-Of-Life-Situation (EOL) beauftragte Weatherford, ein bekannter Anbieter von Ausrüstungsgütern für die Erdöl- und Erdgasgewinnung, ADL Embedded Solutions mit dem Re-Design eines Hutschienen-IPCs für eine 1:1-Migration.

Industriecomputer sind in der Öl- und Gasforderung extrem gefordert: Sehr großer Einsatztemperaturbereich, korrosive oder explosionsgefährdete Umweltbedingungen und auch roher Umgang verlangen von der Mechanik und Elektronik schon sehr viel ab. Hinzu kommt noch die Forderung nach sehr langer Verfügbarkeit der Rechner.

Weatherford nutzte bislang einen Industrie-PC zur Erfassung und Visualisierung von Messdaten des Drehmoments beim Verschrauben von zwei Bohrrohren. Dieser IPC kam in vielen Hundert Anwendungen im Feld zum Einsatz. Im Laufe der Jahre haben sich die Anforderungen des Marktes sowie die der Kunden weiterentwickelt. Erschwerend kam hinzu, dass die in diesem Alt-IPC verwendeten Baugruppen und Chips das Ende ihres Lebenszyklus (EOL) erreicht hatten. Hierdurch wäre es für Weatherford nötig geworden, große Volumen von IPCs oder deren Kernkomponenten wie Mainboards mit Prozessor und Chipsatz als Volumen-Order (Rahmenauftrag) zu bestellen, damit zumindest das Risiko der Verfügbarkeit minimiert würde. Dies hätte aber zu sehr hohen Kosten und langfristigen Verbindlichkeiten geführt.

»Da es zwischen dem Entwicklerteam von Weatherford und uns bereits einen guten Kontakt aus einem vorangegangen Projekt gab, kam es zu ersten Gesprächen über die Möglichkeit, diesen Alt-IPC zu ersetzen«, berichtet Martin Kristof, ADL Embedded Solutions. »Sehr schnell war klar, dass die Situation unmittelbares Handeln erforderte, da die Entwicklungs- und Prototypenzeiträume sehr eng waren.«

Anhand der durch das Altsystem vorgegeben Abmessungen wurde durch ADL ein Lösungskonzept erarbeitet, das modular auf den Standardbaugruppen aus dem COTS-Portfolio von ADL aufbaut. Hierbei war zu beachten, dass die Platzierung der Stecker und Anschlussmöglichkeiten an der Frontseite des IPC hinsichtlich Anordnung und Pin-Belegung so genau wie möglich übernommen und auch die maximalen Dimensionen des Altsystems beibehalten werden mussten.

»Bedingt durch die Einbausituation im Weatherford-Schaltschrank gab es nur wenig Spielraum für Änderungen am Front-Layout des IPC. Im Altsystem kamen drei PCBs zum Einsatz, deren Front-Anschlüsse jeweils einzeln verkabelt waren«, beschreibt Kristof. »Dies trug einerseits nicht zum sicheren Betrieb in rauer Umgebung bei und verteuerte andererseits das System durch viele Kabel und lange Fertigungszeit nur unnötig.«

ADL entwickelte eine einzige Trägerbaugruppe, die alle Anschlüsse fest vom Prozessor-Board an die Front des IPC führt und zudem weitere Schaltungen zur EMV-Optimierung und Montageplatz für bis zu zwei 2,5-Zoll-SSDs bereitstellt. Bei der Wahl der Prozessorplattform waren bedingt durch Betriebssystem und Alt-IPC festgelegte Vorgaben zu berücksichtigen und die vom Anwender beziehungsweise Markt geforderte Mehrleistung zu integrieren.

Aufgrund der eingeschränkten Kühlmöglichkeit sowie der Kundenanforderung, dass das System lüfterlos und passiv gekühlt werden muss, sowie keine rotierenden Teile haben darf, fiel die Wahl des CPU-Boards auf einen energieeffizienten PCIe/104-SBC von ADL mit Intel Atom-Dual-Core-Prozessor (N2600). Die geringe Verlustleistung des SBC von lediglich 3,5 W eröffnet Weatherford zusätzlich neue Anwendungsmöglichkeiten.