工業(yè)計(jì)算機(jī)是一種特定類型的計(jì)算系統(tǒng)，旨在管理機(jī)器自動(dòng)化、制造設(shè)備和新時(shí)代自主機(jī)器人的各種工廠和工業(yè)工作負(fù)載。

工業(yè)計(jì)算機(jī)和商用計(jì)算機(jī)的區(qū)別

在工業(yè)計(jì)算應(yīng)用中，工業(yè)電腦和商用電腦經(jīng)常被相互比較。這是因?yàn)樗鼈冊诖鎯?chǔ)、處理和通信方面具有相似的計(jì)算能力。但是，工業(yè)電腦的設(shè)計(jì)具有更高的可靠性、使用壽命和靈活性。本文小編將介紹工業(yè)電腦和商用電腦之間的差異，以及是什么使工業(yè)計(jì)算機(jī)成為企業(yè)級(jí)計(jì)算部署中的關(guān)鍵解決方案。

什么是商用電腦？

商用計(jì)算機(jī)是一個(gè)術(shù)語，用于描述需要比普通消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品更高的功能和可靠性的更密集的計(jì)算應(yīng)用程序。通常放置在控制室內(nèi)環(huán)境下，由于其巨大的規(guī)模和高功率要求。例如，工作站計(jì)算機(jī)是一種商用計(jì)算機(jī)，其計(jì)算性能高于個(gè)人計(jì)算機(jī)，但不如工業(yè)計(jì)算機(jī)先進(jìn)。工業(yè)計(jì)算機(jī)和工作站計(jì)算機(jī)都具有高容量的GPU接口和高性能，但在堅(jiān)固性方面有所不同。通用商務(wù)商用計(jì)算機(jī)用于： 訪問互聯(lián)網(wǎng) 、文字處理軟件、 渲染高清視頻、音樂和游戲 、數(shù)據(jù)分析等。

什么是工業(yè)計(jì)算機(jī)？

工業(yè)計(jì)算機(jī)專門設(shè)計(jì)用于需要高效和可靠性能的惡劣環(huán)境中的遠(yuǎn)程工業(yè)操作。工業(yè)計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)的不同之處在于其堅(jiān)固的設(shè)計(jì)同時(shí)保持高性能。工業(yè)計(jì)算機(jī)運(yùn)行更復(fù)雜的任務(wù)，例如： 處理強(qiáng)大的自動(dòng)化軟件（機(jī)器人自動(dòng)化），數(shù)據(jù)采集（預(yù)測性維護(hù)），高精度機(jī)器視覺，機(jī)器對(duì)機(jī)器 (M2M) 通信 ，AGV（自動(dòng)導(dǎo)引車）系統(tǒng) 。

工業(yè)計(jì)算機(jī)與商用計(jì)算機(jī)

工業(yè)計(jì)算機(jī)和商用計(jì)算機(jī)之間存在顯著差異。許多差異與其在可能導(dǎo)致有害故障的惡劣環(huán)境中持續(xù)運(yùn)行的能力有關(guān)。例如，工業(yè)計(jì)算機(jī)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面具有穩(wěn)健性，并采用無風(fēng)扇和無電纜設(shè)計(jì)。這些關(guān)鍵設(shè)計(jì)特性專門設(shè)計(jì)到工業(yè)計(jì)算機(jī)中，以確保在暴露于易受水、灰塵、極端溫度、沖擊和振動(dòng)影響的最惡劣環(huán)境中時(shí)的耐用性、可靠性和使用壽命。

設(shè)計(jì)和組件

1. 無風(fēng)扇對(duì)比風(fēng)扇冷卻

工業(yè)計(jì)算機(jī)以其獨(dú)特的無風(fēng)扇設(shè)計(jì)而聞名。工業(yè)計(jì)算機(jī)不使用主動(dòng)旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇進(jìn)行風(fēng)扇冷卻，而是利用散熱器和熱管將熱量從計(jì)算機(jī) (CPU) 的最熱部分散發(fā)到計(jì)算機(jī)的外部。這是一種非常簡單而有效的方法，可以消除關(guān)鍵組件的熱量以確保計(jì)算機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。相比之下，許多商用計(jì)算機(jī)使用主動(dòng)冷卻方法風(fēng)扇冷卻變壓器來散熱，這不適合工業(yè)應(yīng)用。

2. 無線對(duì)比有線

工業(yè)計(jì)算機(jī)消除了電纜的使用，以減少連接中電纜松動(dòng)、承受外部中斷和電纜燒毀的可能性。相反，他們限度地使用熱插拔擴(kuò)展卡來連接每個(gè)組件。而對(duì)于商用計(jì)算機(jī)來說，它們之所以傾向于呆在受控環(huán)境中，也是因?yàn)樗鼈兊挠芯€計(jì)算機(jī)組件。

3.工業(yè)級(jí)對(duì)比商業(yè)級(jí)組件

工業(yè)計(jì)算機(jī)由經(jīng)過測試的工業(yè)級(jí)材料制成，以確保在惡劣環(huán)境中部署時(shí)的耐用性和可靠性。與并非為在惡劣環(huán)境下生存而設(shè)計(jì)的商用計(jì)算機(jī)不同，工業(yè)計(jì)算機(jī)使用經(jīng)過測試的高品質(zhì)組件，可以承受廣泛的工作溫度。例如，工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)機(jī)箱由擠壓重型金屬制成，以應(yīng)對(duì)沖擊和振動(dòng)等嚴(yán)峻的工業(yè)挑戰(zhàn)。相比之下，商用計(jì)算機(jī)的機(jī)箱通常由薄鋁和丙烯酸塑料制成，以降低成本。

堅(jiān)固性和可靠性

1. 沖擊和振動(dòng)

機(jī)器人自動(dòng)化和采礦過程等工業(yè)應(yīng)用經(jīng)常遇到高水平的沖擊和振動(dòng)。因此，工業(yè)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)旨在限制由沖擊和振動(dòng)引起的潛在故障。為了確保可靠性，在這些條件下，好的工業(yè)計(jì)算機(jī)通過采用無風(fēng)扇設(shè)計(jì)和使用一體式機(jī)箱來消除故障點(diǎn)。外殼采用一體式設(shè)計(jì)，以避免額外的接頭和螺釘。這些工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)提供了一種堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，甚至可以滿足 MIL-STD-810G 沖擊和振動(dòng)的資格，這表明計(jì)算機(jī)具有在特定軍事應(yīng)用中使用的能力。

另一方面，商用計(jì)算機(jī)由許多活動(dòng)部件組成，例如電纜、風(fēng)扇和硬盤。外部底盤由鋁金屬和丙烯酸塑料制成，不能承受高強(qiáng)度的沖擊和振動(dòng)。事實(shí)上，商用電腦的很多方面都因常見的故障點(diǎn)而不適用于沖擊和振動(dòng)。

2. IP（入口保護(hù)）等級(jí)

堅(jiān)固可靠的工業(yè)計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵是消除多重故障，尤其是灰塵和水元素造成的故障。許多工業(yè)應(yīng)用要求計(jì)算機(jī)在極其骯臟和積水的環(huán)境中運(yùn)行；例如，食品加工中的自動(dòng)化設(shè)備需要使用帶有特殊化學(xué)試劑的大功率噴射器進(jìn)行日常衛(wèi)生沖洗。因此，工業(yè)計(jì)算機(jī)從外觀設(shè)計(jì)（一體式機(jī)箱）、無風(fēng)扇散熱，甚至防塵防水的特殊連接器（M12）都具備了IP防護(hù)等級(jí)。M12 連接器是防塵防水的連接器，帶有內(nèi)置鎖，用于將電纜固定到計(jì)算機(jī)上。同時(shí)，商用計(jì)算機(jī)及其用例通常不需要IP等級(jí)。但由于大多數(shù)商用計(jì)算機(jī)都在室內(nèi)和干燥的辦公空間中使用，因此不需要IP保護(hù)。

3. 極端溫度

如前所述，工業(yè)電腦使用散熱器和熱管而不是使用風(fēng)扇來有效散熱。它還由高度耐用的工業(yè)級(jí)組件組裝而成，可以承受從–40?C到85?C的更高溫度，從而能夠在極冷和極熱的環(huán)境中運(yùn)行。

帶有主動(dòng)冷卻風(fēng)扇的商用計(jì)算機(jī)只能承受0 –35?C的溫度。熱量是計(jì)算電子產(chǎn)品的不利因素，因?yàn)槿绻麤]有適當(dāng)冷卻，它會(huì)損壞CPU、內(nèi)存和存儲(chǔ)等關(guān)鍵任務(wù)組件。因此，有源風(fēng)扇是商用計(jì)算機(jī)的流行冷卻解決方案，用于從系統(tǒng)本身帶走熱量。

4. 電磁干擾 （EMI）

電磁干擾是一種電磁場在相同射頻(RF)范圍內(nèi)干擾另一個(gè)電磁場的現(xiàn)象。EMI會(huì)導(dǎo)致電路性能下降，甚至可能使其無法正常工作。工業(yè)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)確保完全隔離并防止輻射穿透計(jì)算機(jī)。FCC和EC等合規(guī)性標(biāo)準(zhǔn)是確保EMI安全性和兼容性的常見做法。工業(yè)計(jì)算機(jī)和商用計(jì)算機(jī)都必須符合EMI合規(guī)性和安全法規(guī)，才能用于各種應(yīng)用。

5. 功率范圍廣

工業(yè)計(jì)算機(jī)的電源單元（PSU）設(shè)計(jì)完全無風(fēng)扇、無電纜和寬電壓保護(hù)。寬功率范圍允許輸入范圍為9V至48V，并配有過壓保護(hù) (OVP) 以防止超過55V的輸入和過流保護(hù) (OCP) 以防止浪涌電流損壞系統(tǒng)。但是，商用電腦的電源使用主動(dòng)冷卻風(fēng)扇和電纜，導(dǎo)致灰塵和污垢堵塞系統(tǒng)。損壞的PSU會(huì)因過熱和電壓波動(dòng)而起火，從而對(duì)計(jì)算機(jī)組件造成永久性損壞。

6. 擴(kuò)展能力，豐富的I/O端口 有限的 I/O 端口

工業(yè)計(jì)算機(jī)能夠管理各種數(shù)據(jù)輸入，為實(shí)時(shí)決策傳輸數(shù)據(jù)。此外，工業(yè)計(jì)算機(jī)提供廣泛的輸入或輸出端口，以實(shí)現(xiàn)其可擴(kuò)展性和滿足工業(yè)工作負(fù)載的能力。例如，有串口、USB、PoE LAN、視頻端口、DIO/GPIO、M12 端口等等。I/O 靈活性是許多依賴模擬和數(shù)字連接的工業(yè)計(jì)算部署的關(guān)鍵要求。相比之下，商用計(jì)算機(jī)在 I/O 方面受到限制，但通常會(huì)提供最新的 I/O 端口以獲得最佳性能。

當(dāng)可靠性很重要時(shí)，選擇工業(yè)計(jì)算機(jī)

工業(yè)計(jì)算機(jī)支持嵌入式應(yīng)用程序，由于其設(shè)計(jì)壽命長，可以使用5到7年?？傮w而言，工業(yè)計(jì)算機(jī)專為終極可靠性和長期使用而設(shè)計(jì)，不會(huì)出現(xiàn)任何中斷。至于商用計(jì)算機(jī)，它們的設(shè)計(jì)是基于當(dāng)前的趨勢，以性能作為其規(guī)格要求。這就是為什么大多數(shù)商用計(jì)算機(jī)可以相對(duì)較快地升級(jí)到最新技術(shù)的原因。

工業(yè)計(jì)算機(jī)的主要優(yōu)勢是什么？

工作負(fù)載整合：工業(yè)計(jì)算機(jī)具有同時(shí)完成多項(xiàng)任務(wù)的處理能力，減少硬件占用空間

物聯(lián)網(wǎng)連接：豐富的有線I/O 和無線連接技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)和前沿設(shè)備，以及來自遠(yuǎn)程和移動(dòng)環(huán)境的數(shù)據(jù)傳輸。

可靠性：智能設(shè)計(jì)和堅(jiān)固耐用的功能使工業(yè)計(jì)算機(jī)能夠抵御各種工業(yè)環(huán)境中遇到的嚴(yán)峻和具有挑戰(zhàn)性的物理因素

可擴(kuò)展性：工業(yè)計(jì)算機(jī)擁有模塊化設(shè)計(jì)，允許互換擴(kuò)展選項(xiàng)。

安全性：具有TPM 2.0 標(biāo)準(zhǔn)的可信平臺(tái)模塊可實(shí)現(xiàn)硬件啟動(dòng)安全、加密和網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)。

智能自動(dòng)化：強(qiáng)大的處理和性能加速選項(xiàng)支持實(shí)時(shí)推理分析和機(jī)器學(xué)，在崎嶇的邊緣實(shí)現(xiàn)更豐富的、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自主性。

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