工業計算機與商用計算機的區別

在工業計算應用中，工業電腦和商用電腦經常被相互比較。這是因爲它們在存儲、處理和通信方面具有相似的計算能力。但是，工業電腦的設計具有更高的可靠性、使用壽命和靈活性。本文小編將介紹工業電腦和商用電腦之間的差異，以及是什麼使工業計算機成爲企業級計算部署中的關鍵解決方案。

什麼是商用電腦？

商用計算機是一個術語，用於描述需要比普通消費級產品更高的功能和可靠性的更密集的計算應用程序。通常放置在控制室內環境下，由於其巨大的規模和高功率要求。例如，工作站計算機是一種商用計算機，其計算性能高於個人計算機，但不如工業計算機先進。工業計算機和工作站計算機都具有高容量的GPU接口和高性能，但在堅固性方面有所不同。通用商務商用計算機用於： 訪問互聯網 、文字處理軟件、 渲染高清視頻、音樂和遊戲 、數據分析等。

什麼是工業計算機？

工業計算機專門設計用於需要高效和可靠性能的惡劣環境中的遠程工業操作。工業計算機與其他計算機的不同之處在於其堅固的設計同時保持高性能。工業計算機運行更復雜的任務，例如： 處理強大的自動化軟件（機器人自動化），數據採集（預測性維護），高精度機器視覺，機器對機器 (M2M) 通信 ，AGV（自動導引車）系統 。

工業計算機與商用計算機

工業計算機和商用計算機之間存在顯着差異。許多差異與其在可能導致有害故障的惡劣環境中持續運行的能力有關。例如，工業計算機在機械結構設計方面具有穩健性，並採用無風扇和無電纜設計。這些關鍵設計特性專門設計到工業計算機中，以確保在暴露於易受水、灰塵、極端溫度、衝擊和振動影響的最惡劣環境中時的耐用性、可靠性和使用壽命。

設計和組件

1. 無風扇對比風扇冷卻

工業計算機以其獨特的無風扇設計而聞名。工業計算機不使用主動旋轉風扇進行風扇冷卻，而是利用散熱器和熱管將熱量從計算機 (CPU) 的最熱部分散發到計算機的外部。這是一種非常簡單而有效的方法，可以消除關鍵組件的熱量以確保計算機繼續運行。相比之下，許多商用計算機使用主動冷卻方法風扇冷卻變壓器來散熱，這不適合工業應用。

2. 無線對比有線

工業計算機消除了電纜的使用，以減少連接中電纜鬆動、承受外部中斷和電纜燒燬的可能性。相反，他們最大限度地使用熱插拔擴展卡來連接每個組件。而對於商用計算機來說，它們之所以傾向於呆在受控環境中，也是因爲它們的有線計算機組件。

3.工業級對比商業級組件

工業計算機由經過測試的工業級材料製成，以確保在惡劣環境中部署時的耐用性和可靠性。與並非爲在惡劣環境下生存而設計的商用計算機不同，工業計算機使用經過測試的高品質組件，可以承受廣泛的工作溫度。例如，工業級計算機機箱由擠壓重型金屬製成，以應對衝擊和振動等嚴峻的工業挑戰。相比之下，商用計算機的機箱通常由薄鋁和丙烯酸塑料製成，以降低成本。

堅固性和可靠性

1. 衝擊和振動

機器人自動化和採礦過程等工業應用經常遇到高水平的衝擊和振動。因此，工業計算機的設計旨在限制由衝擊和振動引起的潛在故障。爲了確保可靠性，在這些條件下，好的工業計算機通過採用無風扇設計和使用一體式機箱來消除故障點。外殼採用一體式設計，以避免額外的接頭和螺釘。這些工業級設計技術提供了一種堅固的結構，甚至可以滿足 MIL-STD-810G 衝擊和振動的資格，這表明計算機具有在特定軍事應用中使用的能力。

另一方面，商用計算機由許多活動部件組成，例如電纜、風扇和硬盤。外部底盤由鋁金屬和丙烯酸塑料製成，不能承受高強度的衝擊和振動。事實上，商用電腦的很多方面都因常見的故障點而不適用於衝擊和振動。

2. IP（入口保護）等級

堅固可靠的工業計算機的關鍵是消除多重故障，尤其是灰塵和水元素造成的故障。許多工業應用要求計算機在極其骯髒和積水的環境中運行；例如，食品加工中的自動化設備需要使用帶有特殊化學試劑的大功率噴射器進行日常衛生沖洗。因此，工業計算機從外觀設計（一體式機箱）、無風扇散熱，甚至防塵防水的特殊連接器（M12）都具備了IP防護等級。M12 連接器是防塵防水的連接器，帶有內置鎖，用於將電纜固定到計算機上。同時，商用計算機及其用例通常不需要IP等級。但由於大多數商用計算機都在室內和乾燥的辦公空間中使用，因此不需要IP保護。

3. 極端溫度

如前所述，工業電腦使用散熱器和熱管而不是使用風扇來有效散熱。它還由高度耐用的工業級組件組裝而成，可以承受從–40⁰C到85⁰C的更高溫度，從而能夠在極冷和極熱的環境中運行。

帶有主動冷卻風扇的商用計算機只能承受0 –35⁰C的溫度。熱量是計算電子產品的不利因素，因爲如果沒有適當冷卻，它會損壞CPU、內存和存儲等關鍵任務組件。因此，有源風扇是商用計算機的流行冷卻解決方案，用於從系統本身帶走熱量。

4. 電磁干擾 （EMI）

電磁干擾是一種電磁場在相同射頻(RF)範圍內干擾另一個電磁場的現象。EMI會導致電路性能下降，甚至可能使其無法正常工作。工業計算機設計確保完全隔離並防止輻射穿透計算機。FCC和EC等合規性標準是確保EMI安全性和兼容性的常見做法。工業計算機和商用計算機都必須符合EMI合規性和安全法規，才能用於各種應用。

5. 功率範圍廣

工業計算機的電源單元（PSU）設計完全無風扇、無電纜和寬電壓保護。寬功率範圍允許輸入範圍爲9V至48V，並配有過壓保護 (OVP) 以防止超過55V的輸入和過流保護 (OCP) 以防止浪涌電流損壞系統。但是，商用電腦的電源使用主動冷卻風扇和電纜，導致灰塵和污垢堵塞系統。損壞的PSU會因過熱和電壓波動而起火，從而對計算機組件造成永久性損壞。

6. 擴展能力，豐富的I/O端口 有限的 I/O 端口

工業計算機能夠管理各種數據輸入，爲實時決策傳輸數據。此外，工業計算機提供廣泛的輸入或輸出端口，以實現其可擴展性和滿足工業工作負載的能力。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字連接的工業計算部署的關鍵要求。相比之下，商用計算機在 I/O 方面受到限制，但通常會提供最新的 I/O 端口以獲得最佳性能。

當可靠性很重要時，選擇工業計算機

工業計算機支持嵌入式應用程序，由於其設計壽命長，可以使用5到7年。總體而言，工業計算機專爲終極可靠性和長期使用而設計，不會出現任何中斷。至於商用計算機，它們的設計是基於當前的趨勢，以性能作爲其規格要求。這就是爲什麼大多數商用計算機可以相對較快地升級到最新技術的原因。