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2026-01-19T20:59:39Z

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[[Datei:SIMATIC Box PC 627B.JPG|mini|Siemens Box-PC 627B]]
Ein '''Box-PC''' ist eine spezielle Bauform des [[Industrie-PC]], die durch ein besonders robustes, meist quaderförmiges Gehäuse sowie kompakte und lüfterlose Bauweise für den zuverlässigen Einsatz in industriellen Umgebungen konzipiert ist.<ref name="elektronikpraxis">{{Internetquelle |url=https://www.elektronikpraxis.de/ |titel=Fachzeitschrift für Elektronik |sprache=de |abruf=2025-07-18}}</ref><ref name="siemens">{{Internetquelle |url=https://www.siemens.com/de/de/produkte/automatisierung/industrial-computing/simatic-box-ipc.html |titel=SIMATIC Box-PC |sprache=de |abruf=2025-07-18}}</ref>

Box-PCs finden Anwendung in Bereichen wie [[Maschinenbau]], [[Anlagenautomatisierung]], [[Gebäudeautomation]], [[Prozessleittechnik]], [[Edge Computing|Edge-Computing]] und als zentrale Steuerungseinheiten für industrielle Kommunikations-, Visualisierungs- oder IoT-Aufgaben.<ref name="pcffm">{{Internetquelle |autor=Meroth IT-Service |url=https://www.pcffm.de/box-pcs-im-fokus-vielseitige-mini-rechner-fuer-industrie-und-alltag/ |titel=Box-PCs im Fokus: Vielseitige Mini-Rechner für Industrie und Alltag |datum=2024-07-13 |sprache=de |abruf=2025-07-18}}</ref>

[[Datei:B&R Box PC.jpg|mini|links|B&R Automation PC 510 / 511]]
Die Bauweise eines Box-PCs umfasst stabile Gehäuse aus [[Aluminium]] oder [[Stahlblech]], die gleichzeitig als passive [[Kühlkörper]] dienen. Durch den Verzicht auf Lüfter und mechanisch bewegte Bauteile sind Box-PCs besonders wartungsarm und für den Dauereinsatz unter schwierigen Umweltbedingungen wie Staub, Vibration, Temperaturschwankungen oder Feuchtigkeit geeignet.<ref name="elektronikpraxis" /><ref name="siemens" />

Typische Bauformen sind:
* '''Shoe-Box-PCs''': Mit Gehäuseabmessungen ähnlich einem [[Kartonage|Schuhkarton]], meist mit Erweiterungssteckplätzen für industrielle [[Steckkarte]]n ([[Peripheral Component Interconnect|PCI]], [[PCIe]]).
* '''Flache Box-PCs''': Direkt hinter Displays als Rechnermodul für [[Panel-PC]]s montierbar.
* '''Ultra-Kompakt-PCs''': Sehr kleine, für [[Hutschiene]] oder Feldintegration geeignete Systeme.<ref name="pcffm" />

Die Montage ist flexibel möglich: im [[Schaltschrank]], an Wänden, auf [[Hutschiene]]n oder direkt an Maschinen.

== Entwicklung ==
Box-PCs entwickelten sich ab den 1990er-Jahren als Antwort auf die Anforderungen industrieller Fertigung, Steuerung und Überwachung außerhalb klimatisierter Rechenzentren. Mit zunehmender Vernetzung und Digitalisierung der Produktionsanlagen gewannen sie insbesondere als dezentrale Steuer- und Visualisierungseinheiten an Bedeutung.<ref name="elektronikpraxis" /><ref name="pcffm" />

== Technische Merkmale und Hardwareausstattung ==
Box-PCs sind auf den 24/7-Betrieb unter industriellen Bedingungen ausgelegt.

Zu den wesentlichen technischen Merkmalen gehören:
* '''Gehäusematerial:''' Überwiegend [[Aluminium]] oder [[Stahlblech]], oft eloxiert oder pulverbeschichtet, bietet Schutz vor mechanischer Beanspruchung, Staub und elektromagnetischen Störungen.<ref name="siemens" />
* '''Passive Kühlung:''' Die Wärmeableitung erfolgt fast immer ausschließlich über das Gehäuse, was einen lüfterlosen und dadurch besonders wartungsarmen Betrieb ermöglicht.<ref name="elektronikpraxis" />
* '''Schutzarten:''' Je nach Anforderung erfüllen Box-PCs Schutzklassen bis [[IP65]] für den Einsatz in feuchter oder staubiger Umgebung.<ref name="siemens" />

Die Hardwarebasis bilden industrielle [[x86-Architektur|x86]]- oder [[ARM-Architektur]]-[[Prozessor]]en.

'''Typisch sind:'''
* [[Intel Atom]], [[Intel Celeron]], [[Intel Core]] (i3/i5/i7/i9), [[AMD Ryzen]] Embedded, seltener [[ARM Cortex]].
* Arbeitsspeicher von 2 bis 64 GB (meist [[DDR4]], optional mit ECC).
* Massenspeicher: [[Solid-State-Drive|SSD]] (SATA oder NVMe/M.2), [[CFast]]- oder [[CompactFlash]]-Karten.<ref name="pcffm" />

'''Die wichtigsten Schnittstellen:'''
* mehrere [[Gigabit-Ethernet]]-Ports (teils redundant, oft PoE-fähig)
* [[USB 2.0]], [[USB 3.0]], [[USB-C]]
* serielle Ports ([[RS-232]], [[RS-485]])
* digitale/analoge I/O (24V DI/DO, ADC)
* Feldbusse ([[CAN-Bus]], [[PROFIBUS]], [[PROFINET]], [[EtherCAT]])
* Videointerfaces ([[HDMI]], [[DisplayPort]], [[DVI]], [[Video Graphics Array|VGA]])
* optionale Funkmodule ([[WLAN]], [[Bluetooth]], [[Long Term Evolution|LTE]], [[5G]])

Die Stromversorgung erfolgt über weite Gleichspannungsbereiche (z. B. 9–48 V DC) mit Schutzfunktionen gegen Überspannung, Verpolung und Kurzschluss.<ref name="siemens" />

== Betriebssysteme und Software ==
Eingesetzt werden spezialisierte [[Windows IoT|Windows IoT Enterprise]], [[Windows Embedded]], verschiedene [[Linux]]-Distributionen sowie [[Echtzeitbetriebssystem]]e wie QNX oder VxWorks.<ref name="siemens" /><ref name="pcffm" />

Viele Modelle bieten Features wie Secure Boot, TPM, Hardwareverschlüsselung, Remote-Management und Virtualisierung für die Integration in moderne Automatisierungs- und IoT-Umgebungen.<ref name="elektronikpraxis" />

== Vorteile von Box-PCs ==
* '''Robustheit:''' Durch massive Gehäuse aus [[Aluminium]] oder [[Stahlblech]] und den Verzicht auf Lüfter und bewegliche Teile sind Box-PCs besonders widerstandsfähig gegenüber Erschütterungen, Vibrationen und Stößen.<ref name="siemens" /><ref name="elektronikpraxis" />
* '''Lüfterloser Betrieb:''' Die passive Kühlung minimiert das Eindringen von Staub und verlängert die Wartungsintervalle erheblich. Das reduziert Ausfallrisiken und vereinfacht die Installation in geschlossenen, schwer zugänglichen [[Schaltschrank|Schaltschränken]].<ref name="elektronikpraxis" />
* '''Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb:''' Industrielle Box-PCs sind für den 24/7-Einsatz ausgelegt und können über viele Jahre hinweg ohne signifikante Ausfallwahrscheinlichkeit betrieben werden.<ref name="pcffm" /><ref name="siemens" />
* '''Erweiterte Temperaturbereiche:''' Viele Modelle sind für den sicheren Betrieb in Temperaturbereichen von −25 °C bis +60 °C und darüber hinaus zertifiziert.<ref name="siemens" />
* '''EMV-Schutz und Schutzarten:''' Das Gehäusedesign erfüllt hohe Anforderungen an die [[elektromagnetische Verträglichkeit]] und ermöglicht Schutzarten bis [[IP65]]/[[IP67]], was die Integration auch in staubigen oder feuchten Umgebungen zulässt.<ref name="siemens" />
* '''Flexible Montage:''' Vielfältige Befestigungsmöglichkeiten (z. B. [[Hutschiene]], Wand, Maschine) erlauben die Integration auch bei beengten Platzverhältnissen.<ref name="pcffm" />
* '''Vielzahl an Schnittstellen:''' Box-PCs verfügen über zahlreiche, oft industrietypische Schnittstellen für [[Ethernet]], serielle Kommunikation, [[USB]], [[Feldbus]]se und [[Eingabe und Ausgabe|I/O]], wodurch sie universell einsetzbar sind.<ref name="elektronikpraxis" /><ref name="siemens" />
* '''Langzeitverfügbarkeit und Kompatibilität:''' Komponenten und Plattformen werden häufig über viele Jahre unverändert angeboten und unterstützen verschiedene [[Betriebssystem]]e wie [[Windows IoT]], [[Linux]] und diverse [[Echtzeitbetriebssystem]]e.<ref name="siemens" />

== Nachteile von Box-PCs ==
* '''Begrenzte interne Erweiterbarkeit:''' Durch die kompakte, lüfterlose Bauweise sind Möglichkeiten zur Nachrüstung von [[Steckkarte]]n, [[Festplatte]]n oder zusätzlichen Modulen meist stark eingeschränkt.<ref name="elektronikpraxis" /><ref name="pcffm" />
* '''Leistungsgrenzen durch Passivkühlung:''' Da die Abwärme ausschließlich über das Gehäuse abgeführt wird, ist die Integration sehr leistungsstarker [[Prozessor]]en oder dedizierter [[Grafikkarte]]n limitiert.<ref name="elektronikpraxis" /><ref name="siemens" />
* '''Höhere Anschaffungskosten:''' Im Vergleich zu klassischen [[Desktop-PC]]s liegen die Kosten für industrielle Box-PCs deutlich höher, werden jedoch durch längere Lebenszyklen, geringere Ausfallraten und reduzierten Wartungsaufwand kompensiert.<ref name="pcffm" />
* '''Spezialisierung:''' Box-PCs sind für spezifische industrielle Anwendungen konzipiert und daher nicht immer flexibel oder universell mit [[Consumer-Hardware]] erweiterbar.
* '''Wärmeabfuhr abhängig vom Einbau:''' Wird der Box-PC in besonders engen oder schlecht belüfteten Gehäusen verbaut, kann die Wärmeableitung eingeschränkt sein, was die zulässige Dauerlast reduziert.<ref name="siemens" />

== Weitere technische Details ==
* '''Prozessortechnologie:''' Verwendet werden vorwiegend stromsparende, industrielle CPUs wie [[Intel Atom]], [[Intel Celeron]], [[Intel Core i3|i3]], [[Intel Core i5|i5]], [[Intel Core i7|i7]], [[Intel Core i9|i9]] oder [[AMD Ryzen]] Embedded.<ref name="siemens" />
* '''Speicherausstattung:''' Arbeitsspeicher von 2 bis 64 GB (meist [[DDR4]]), Massenspeicher als [[Solid-State-Drive|SSD]] (SATA oder NVMe), [[CFast]]- oder [[CompactFlash]]-Karten.<ref name="pcffm" />
* '''Schnittstellenvielfalt:''' Gigabit-[[Ethernet]] (oft redundant), serielle Schnittstellen ([[RS-232]], [[RS-485]]), digitale und analoge Ein-/Ausgänge, [[HDMI]]/[[DisplayPort]]/[[DVI]]/[[Video Graphics Array|VGA]], [[USB]] (2.0/3.0/C), Feldbus ([[CAN-Bus]], [[PROFINET]], [[EtherCAT]]), Wireless-Module ([[WLAN]], [[Long Term Evolution|LTE]], [[5G]]).<ref name="elektronikpraxis" /><ref name="siemens" />
* '''Betriebssystemvielfalt:''' [[Windows IoT|Windows IoT Enterprise]], [[Linux]]-Distributionen, [[Echtzeitbetriebssystem]]e.<ref name="siemens" /><ref name="pcffm" />
* '''Sicherheitsfeatures:''' [[Trusted Platform Module|TPM]], Secure Boot, optional Hardwareverschlüsselung und Fernwartung.<ref name="siemens" />

== Typische Anwendungen ==
Box-PCs sind eine bevorzugte Hardwareplattform für:
* Maschinen- und Anlagensteuerung, dezentrale Prozessüberwachung
* Industrielle Bildverarbeitung und Qualitätssicherung
* Datenerfassung, [[Edge Computing]] und [[Internet der Dinge|IoT]]-Gateways
* [[Gebäudeautomation]], [[Verkehrstechnik]], [[Medizintechnik]], Sicherheits- und Überwachungssysteme
* Visualisierung und Bedienung als Rechnermodul hinter industriellen [[Panel-PC]]s

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Computer]]
[[Kategorie:Automatisierungstechnik]]
[[Kategorie:Steuerungs- und Regelungstechnik]]
[[Kategorie:Informationstechnik]]
[[Kategorie:Maschinenbau]]
[[Kategorie:Gebäudeautomatisierung]]

Box PC - Versionsgeschichte

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