工控機與普通電腦的區別對于工業自動化應用至關重要

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

專業人士表示：“從增加內存到摩爾定律所描述的處理能力的指數級增長，工業控制必將受益于計算機技術的發展。但工業電腦必須經過強化才能承受嚴酷的生產環境 。 ”“商用計算機通常功能更強大、價格更便宜，更容易進行POC（概念驗證）和AI（人工智能）應用。但它們在工業環境中大規模部署時會出現問題，因為供應和硬件的可靠性，或者對工業用例、工業電壓等的額外支持。”

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別可能在于，工控機具有工業加固的外殼，因此在工業環境中比個人電腦更具優勢，因為它們使設備能夠承受溫度波動、噪音、振動和其他工業惡劣條件。

工控機必須在惡劣、腐蝕和骯臟的環境中運行。在惡劣條件下運行，工業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；以及工業環境中常見的電磁干擾 (EMI)。

基于工控機的控制系統提高了工業應用的連接能力。它們還提供強大、靈活且經濟高效的控制。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調運動控制和精確時間間隔數據采樣的準確性。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。

工控機的優勢

基于工控機的控制系統為工業應用提供了諸多好處，包括性能、降低成本和延長系統生命周期。基于工控機的控制系統可以更快地集成，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據，并對控制系統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中，處理器生命周期的結束并不意味著系統架構或軟件過時。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，而無需對控制系統的其余部分（包括軟件）進行任何更改。自動化程序和現場總線配置可以下載到新工控機上的軟件系統中，而無需更改代碼。

工業控制技術的發展有時會凸顯 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PLC的主要編程語言。它們通常只使用一種協議進行通信，任何額外的現場總線或協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，該系統仍然相當封閉。

工控機的應用

越來越多的工業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，以擺脫對傳統專業專用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數據采集和聚合，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計算機的一個關鍵用例，但我們現在看到的正在崛起的行業包括能源管理、智能城市和建筑、智能農業、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、醫院或郵件室移動物品的禮賓機器人）以及醫療設備。而且，除了 SCADA 應用外，還用于IoT [物聯網] 網關應用、數字孿生設置和模型構建，這本質上是邊緣到云通信、數據記錄、邊緣服務器等。此外，監管要求和標準較高的行業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的昂貴且耗時的重新認證。