工控機與普通電腦的區(qū)別對于工業(yè)自動化應用至關重要

商用計算機和工業(yè)計算機之間的相似之處可能多于差異之處。工業(yè)電腦利用了消費技術領域的許多進步，但增加了工業(yè)應用所必需的軟件、編程、確定性和連接性。

專業(yè)人士表示：“從增加內存到摩爾定律所描述的處理能力的指數(shù)級增長，工業(yè)控制必將受益于計算機技術的發(fā)展。但工業(yè)電腦必須經(jīng)過強化才能承受嚴酷的生產(chǎn)環(huán)境?！薄吧逃糜嬎銠C通常功能更強大、價格更便宜，更容易進行POC（概念驗證）和AI（人工智能）應用。但它們在工業(yè)環(huán)境中大規(guī)模部署時會出現(xiàn)問題，因為供應和硬件的可靠性，或者對工業(yè)用例、工業(yè)電壓等的額外支持。”

工控機的特性

工控機與商用電腦類似，都是接收、存儲、處理信息，按照軟件指令執(zhí)行一系列的操作，主板、CPU、RAM、擴展槽、存儲介質等硬件組件也類似。

然而，工控機在堅固性、可靠性、性能、兼容性、可擴展性和長期可用性方面與消費級電腦有所不同。與商用電腦最大的區(qū)別可能在于，工控機具有工業(yè)加固的外殼，因此在工業(yè)環(huán)境中比個人電腦更具優(yōu)勢，因為它們使設備能夠承受溫度波動、噪音、振動和其他工業(yè)惡劣條件。

工控機必須在惡劣、腐蝕和骯臟的環(huán)境中運行。在惡劣條件下運行，工業(yè)電腦可以承受沖擊和振動等因素，這些因素對商用電腦有害；

極端溫度會影響性能和硬件壽命；灰塵和濕度；IP等級；以及工業(yè)環(huán)境中常見的電磁干擾(EMI)。

基于工控機的控制系統(tǒng)提高了工業(yè)應用的連接能力。它們還提供強大、靈活且經(jīng)濟高效的控制。工控機通常實時運行且具有確定性。例如，高精度和確定性的周期性更新可以提高協(xié)調運動控制和精確時間間隔數(shù)據(jù)采樣的準確性。相比之下，可編程邏輯控制器(PLC)通常提供以毫秒為單位的掃描速率，而工控機的掃描速率為微秒級。

工控機的優(yōu)勢

基于工控機的控制系統(tǒng)為工業(yè)應用提供了諸多好處，包括性能、降低成本和延長系統(tǒng)生命周期。基于工控機的控制系統(tǒng)可以更快地集成，并且處理器比硬件PLC更強大。許多機器和設備受益于集中控制，而在某些情況下，分散控制更有優(yōu)勢。一般來說，最有利的做法是從一個中心位置訪問所有軟件和數(shù)據(jù)，并對控制系統(tǒng)上的所有設備使用一種中央通信方法。

當PLC過時時，軟件可能也需要升級。在基于工控機的控制系統(tǒng)中，處理器生命周期的結束并不意味著系統(tǒng)架構或軟件過時。通過將更多功能整合到軟件中并在工控機上運行，用戶可以用新工控機替換老化的工控機，而無需對控制系統(tǒng)的其余部分（包括軟件）進行任何更改。自動化程序和現(xiàn)場總線配置可以下載到新工控機上的軟件系統(tǒng)中，而無需更改代碼。

工業(yè)控制技術的發(fā)展有時會凸顯PLC、可編程自動化控制器(PAC)和工控機之間的差異。有時，它們之間的差異也會變得模糊。但還是存在一些普遍的差異。

PLC采用單處理器設計，可確定性地執(zhí)行機器控制邏輯，它們是繼硬接線繼電器之后的進化步驟。梯形邏輯是傳統(tǒng)PLC的主要編程語言。它們通常只使用一種協(xié)議進行通信，任何額外的現(xiàn)場總線或協(xié)議都需要額外的硬件。PAC可以使用每個機架的多個處理器來提高性能。它們可容納更多編程語言，甚至一些第三方軟件以增強功能。但是，與真正的基于計算機的控制相比，該系統(tǒng)仍然相當封閉。

工控機的應用

越來越多的工業(yè)用戶開始對軟件進行更嚴格的控制，他們正在尋找使用Linux、云和PC的方法，以擺脫對傳統(tǒng)專業(yè)專用HMI[人機界面]和專有技術的依賴，從而保持競爭力和靈活性。

這些應用中有許多是在電力和交通運輸領域。邊緣計算中也有應用，用于可再生能源和能源存儲中的Modbus數(shù)據(jù)采集和聚合，以及用于“車載鐵路和公交車票價收集、基于GPS的車隊跟蹤、車載視頻監(jiān)控和基于機器學習的視覺軌道檢查”的應用。

工廠自動化無疑是工業(yè)計算機的一個關鍵用例，但我們現(xiàn)在看到的正在崛起的行業(yè)包括能源管理、智能城市和建筑、智能農業(yè)、采礦、自動駕駛汽車（從自導式倉儲機器人到自動拖拉機和在酒店、醫(yī)院或郵件室移動物品的禮賓機器人）以及醫(yī)療設備。而且，除了SCADA應用外，還用于IoT[物聯(lián)網(wǎng)]網(wǎng)關應用、數(shù)字孿生設置和模型構建，這本質上是邊緣到云通信、數(shù)據(jù)記錄、邊緣服務器等。此外，監(jiān)管要求和標準較高的行業(yè)正在轉向通常可以標準化且具有更長生命周期承諾的IPC，以避免在消費類PC進行換代時可能出現(xiàn)的昂貴且耗時的重新認證。