干货｜一文了解什么是工控机及其优缺点

工控机即工业控制计算机，但现在，更时髦的叫法是产业电脑或工业电脑，英文简称IPC，全称Industrial Personal Computer。主要类别有嵌入式工控机、工业台式机、机架式工控机、DIN导轨式工控机、嵌入式板卡、工业平板电脑、特殊应用工控机。

工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机，其具备了数据采集和处理、远程监控和操作、实时控制和调度、数据存储和分析以及故障诊断和维护等重要作用。主要为企业提供高性能、高可靠性的控制解决方案，助力企业提升生产效率和产品质量。

自1984年国内开始从事开发和推广应用工控机以来，已被广泛地应用于钢铁冶金、石油化工、机电成套设备、医药食品、数控机床、工业炉窑等工业领域、以及军工和科研设备中。

工控机的基本组成

处理器（CPU）：工控机的处理器充当着系统的大脑，负责执行各类控制算法和处理实时数据。通常采用高性能的多核处理器，以满足复杂的实时控制任务。

内存（RAM）：工控机需要较大容量的内存用于存储程序和数据，其大小直接影响到系统的响应速度和多任务处理能力。

存储设备：工控机的工作环境恶劣且复杂，对温度等环境要求较高，因此存储设备通常选择固态硬盘或者工业级硬盘，用于存放计算机的数据和资料，是外部存储数据的重要部件。

扩展插槽：工控机通常具备多个扩展槽，用于安装扩展卡。扩展卡可以提供额外的功能，如数据采集卡、通信卡等，以满足不同控制系统的需求。

输入输出接口：工控机需要与各种外部设备进行数据交换和通信。常见的输入输出接口包括串口、并口、USB口、以太网口等，用于连接传感器、执行器、人机界面等设备，实现与外部系统的数据交互。

电源供应：稳定可靠的电源是工控机正常运行的基础。冗余电源设计和过压保护等功能可以确保在电源波动或故障时，系统依然能够稳定运行，避免生产中断。

工控机特点

工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机，而工业现场一般具有强烈的震动，灰尘特别多，另有很高的电磁场力干扰，且一般工厂均是连续作业即一年中一般没有休息。因此，工控机与普通计算机相比必须具有以下特点：

高可靠性：工控机机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击的能力，在恶劣的环境下也能保持稳定运行。

抗干扰力：工控机采用屏蔽技术，机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力，能有效抵御电磁干扰、静电干扰等对系统运行的影响。

长时间稳定运行：部分工控机使用环境需要一年365天，每天24小时不能关机，因此需要具备连续长时间工作的能力。

数据采集与处理：工控机可以与各种传感器、执行器、PLC等工控设备进行数据交互，实现实时数据采集、处理和控制，对生产过程进行监测和调控。

高性能计算和图形显示：工控机配备强大的处理器和显卡，能够进行复杂的数据计算和图形显示，满足工业自动化系统对高性能计算的需求。

另外，由于以上的专业特点，同层次的工控机在价格上要比普通计算机偏贵，但一般不会相差太多。

工控机的作用

生产过程监控与控制：工控机通过监测、分析和控制生产线上的各种设备、传感器和执行器，确保生产过程的稳定性、可靠性和高效性。它可以检测设备故障、异常状态或安全风险，并采取措施保障工作环境和设备的安全性。

数据采集与处理：工控机可以连接各种传感器，对环境参数进行实时采集和处理，如温度、压力、流量等。通过工控机的高度灵活性和精确性，可以对采集到的数据进行分析和控制，实现智能化的工业自动化控制。

自动化生产与操作：工控机利用预先设定的程序和算法，实现生产设备和机器的自动化控制，减少人工干预，提高生产效率和质量。

随着科技的不断更新，如今工控机还可用于视觉检测、运用控制和影像运算。

目前工控机存在的弊端

尽管工控机与普通的商用计算机机相比，具有得天独厚的优势，但也存在一些潜在的弊端和挑战：

兼容性：随着新技术的出现和应用，工控机可能面临与新设备、新系统或软件的兼容性问题，导致数据交换、通信或集成困难。

数据安全性低： 工控机涉及大量敏感数据，由于某些系统设计较早或者缺乏及时的安全更新，工控机容易成为网络攻击的目标，容易被黑客入侵或被病毒感染。一旦系统崩溃或遭受损失，就会导致生产数据丢失或泄露。

性能需求：部分应用场景对工控机的实时性和性能要求非常高，而某些老旧型号的工控机可能无法满足这些需求，需要进行升级或更换。