什么是工业计算机及其在工业计算中的作用

工业计算机是一种特定类型的计算系统，旨在管理机器自动化、制造设备和新时代自主机器人技术的各种工厂和工业工作负载。工业计算机的一大优势是能够在最恶劣的工业环境中以高可靠性运行。大多数工业计算机都采用坚固的设计理念，采用无风扇冷却技术、无电缆连接以消除移动部件，并能抵抗一定程度的灰尘和水侵入。这些关键特性是工业计算机的一些最大优势，因为它为计算机提供了稳定性和效率。许多无法承受停机时间的工业自动化部署。

工业计算机与商用台式计算机有何不同？

由于其部署用例，工业计算机在非常具体的方面不同于商用台式计算机。虽然内部组件可能看起来像普通的台式电脑组件，（CPU、内存、存储）；但工业计算机在其独特的坚固设计特点方面却大不相同，这些特点专为工业自动化机器的可靠性和精度而设计。有许多设计特性对于工业计算机的性能和稳定性来说是不可或缺的，应该比较和评估这些特性，以确保在集成计算硬件时获得最佳的总体拥有成本：

外壳尺寸：工业计算机通常会经历恶劣的工厂条件，在这些条件下，暴露于宽温度、振动和电压尖峰可能会对普通计算机造成损害。因此，工业计算机的内部组件由合金材料制成，强度足以承受高温和振动。大多数外部外壳都具有坚固的铝制机箱，可充当散热器，将热量从中央处理器、内存和存储等关键内部组件传递出去。

工业级组件：工业计算机通常会配备经过测试和验证可在恶劣工业环境中运行的工业级组件。从PCB主板到电焊电容器的所有部件都经过特别挑选，并集成到最终的工业计算机设计中，可以在工厂设置中进行大规模部署。

防止灰尘和微粒侵入：工业计算机专为部署在工厂自动化或采矿过程等领域而设计，这些领域通常会出现灰尘和异物。因此，工业计算机的设计具有坚固的设计特点，无需冷却通风口，防止恶劣环境中的灰尘和其他微粒危害计算机及其功能。

极端温度：许多工业应用需要能够承受极端工作温度的计算机。由于带有风扇的计算机会因灰尘污染而出现故障，因此这些专用计算机采用无风扇系统架构设计，该架构利用散热器和热管来保持宽泛的工作温度。这使工业计算机能够在恶劣的环境和温度通常无法控制的环境中运行。例如，工业用例中的计算机可以支持–40C到70C（-40F到F）的工作温度，从而在极冷和极热的应用中都能发挥作用。

抗冲击和抗振动：高水平的冲击和振动可能对未经过广泛设计验证和测试的计算机有害。大多数工业计算机将对这些环境因素具有一定程度的抵抗力，并在这些特定情况下保持功能。例如，一些工业自动化设备在制造过程中会产生一定程度的冲击和振动，这可能会对普通计算机造成损害并导致系统故障。支持3-5GRMS的振动水平；而震荡往往支持高达50G；一些工业计算机还可以满足严格的军事规格。

入口保护（IP等级）：工业计算机不仅可以防尘，还可以在一定程度上防水。可靠且坚固的计算机的关键是消除多点故障，尤其是灰尘和水元素。例如，在食品制造和化学加工等工业应用中，自动化设备及其计算机经常使用热水喷射或清洁材料冲洗。因此，在这些环境中使用的大多数工业计算机都有一定程度的IP保护，从设计到特殊的M12连接器，将在下面进行说明。

EMI电阻：电磁干扰(EMI)的简称，这是一种自然发生的现象，当一个设备的电磁(EM)场降低附近另一设备的电磁场时会产生这种现象。这可能导致电路退化，甚至可能使其停止工作。在工业环境中，不同设备的存在加上安装不当可能会促进有害电磁干扰的发射并造成信号干扰。因此，大多数工业计算机都经过适当的设计、屏蔽和测试，以确保完全隔离并遵守严格的监管标准和合规性。

可扩展性和寿命延长：工业计算机比商用计算机具有更多的扩展能力，包括对许多旧设备和应用程序的适当支持。使用的许多组件都是可用的，并且可以使用长达15年，从而提供长期的嵌入式计算解决方案。这对于可能无法每隔几年使用最新的自动化技术进行升级或改造的工业工厂来说尤其重要。因此，当今大多数工业计算机都提供了一个平台来帮助整合源自各种传统和最新技术特性的多个工作负载。一个关键示例是支持传统模拟串行端口与最新的数字通用串行总线(USB)连接器的能力。

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