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工业计算机与商用计算机的区别


在工业计算应用中,工业电脑和商用电脑经常被相互比较。这是因为它们在存储、处理和通信方面具有相似的计算能力。但是,工业电脑的设计具有更高的可靠性、使用寿命和灵活性。本文小编将介绍工业电脑和商用电脑之间的差异,以及是什么使工业计算机成为企业级计算部署中的关键解决方案。  

什么是商用电脑?

商用计算机是一个术语,用于描述需要比普通消费级产品更高的功能和可靠性的更密集的计算应用程序。通常放置在控制室内环境下,由于其巨大的规模和高功率要求。例如,工作站计算机是一种商用计算机,其计算性能高于个人计算机,但不如工业计算机先进。工业计算机和工作站计算机都具有高容量的GPU接口和高性能,但在坚固性方面有所不同。通用务商用计算机用于:   访问互联网 文字处理软件   渲染高清视频、音乐和游戏 数据分析等。

什么是工业计算机?  

工业计算机专门设计用于需要高效和可靠性能的恶劣环境中的远程工业操作。工业计算机与其他计算机的不同之处在于其坚固的设计同时保持高性能。工业计算机运行更复杂的任务,例如: 处理强大的自动化软件(机器人自动化)数据采集(预测性维护)高精度机器视觉机器对机器 (M2M) 通信 AGV(自动导引车)系统

工业计算机与商用计算机

工业计算机和商用计算机之间存在显着差异。许多差异与其在可能导致有害故障的恶劣环境中持续运行的能力有关。例如,工业计算机在机械结构设计方面具有稳健性,并采用无风扇和无电缆设计。这些关键设计特性专门设计到工业计算机中,以确保在暴露于易受水、灰尘、极端温度、冲击和振动影响的最恶劣环境中时的耐用性、可靠性和使用寿命。

设计和组件

1. 无风扇对比风扇冷却

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工业计算机以其独特的无风扇设计而闻名。工业计算机不使用主动旋转风扇进行风扇冷却,而是利用散热器和热管将热量从计算机 (CPU) 的最热部分散发到计算机的外部。这是一种非常简单而有效的方法,可以消除关键组件的热量以确保计算机继续运行。相比之下,许多商用计算机使用主动冷却方法风扇冷却变压器来散热,这不适合工业应用。  

2. 无线对比有线

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工业计算机消除了电缆的使用,以减少连接中电缆松动、承受外部中断和电缆烧毁的可能性。相反,他们最大限度地使用热插拔扩展卡来连接每个组件。而对于商用计算机来说,它们之所以倾向于呆在受控环境中,也是因为它们的有线计算机组件。   

3.工业级对比商业级组件

工业计算机由经过测试的工业级材料制成,以确保在恶劣环境中部署时的耐用性和可靠性。与并非为在恶劣环境下生存而设计的商用计算机不同,工业计算机使用经过测试的高品质组件,可以承受广泛的工作温度。例如,工业级计算机机箱由挤压重型金属制成,以应对冲击和振动等严峻的工业挑战。相比之下,商用计算机的机箱通常由薄铝和丙烯酸塑料制成,以降低成本。

坚固性和可靠性

1. 冲击和振动

机器人自动化和采矿过程等工业应用经常遇到高水平的冲击和振动。因此,工业计算机的设计旨在限制由冲击和振动引起的潜在故障。为了确保可靠性,在这些条件下,好的工业计算机通过采用无风扇设计和使用一体式机箱来消除故障点。外壳采用一体式设计,以避免额外的接头和螺钉。这些工业级设计技术提供了一种坚固的结构,甚至可以满足 MIL-STD-810G 冲击和振动的资格,这表明计算机具有在特定军事应用中使用的能力。

另一方面,商用计算机由许多活动部件组成,例如电缆、风扇和硬盘。外部底盘由铝金属和丙烯酸塑料制成,不能承受高强度的冲击和振动。事实上,商用电脑的很多方面都因常见的故障点而不适用于冲击和振动。  

2. IP(入口保护)等级  

IP防护.jpg

坚固可靠的工业计算机的关键是消除多重故障,尤其是灰尘和水元素造成的故障。许多工业应用要求计算机在极其肮脏和积水的环境中运行;例如,食品加工中的自动化设备需要使用带有特殊化学试剂的大功率喷射器进行日常卫生冲洗。因此,工业计算机从外观设计(一体式机箱)、无风扇散热,甚至防尘防水的特殊连接器(M12)都具备了IP防护等级。M12 连接器是防尘防水的连接器,带有内置锁,用于将电缆固定到计算机上。同时,商用计算机及其用例通常不需要IP等级。但由于大多数商用计算机都在室内和干燥的办公空间中使用,因此不需要IP保护。  

3. 极端温度

如前所述,工业电脑使用散热器和热管而不是使用风扇来有效散热。它还由高度耐用的工业级组件组装而成,可以承受从–40⁰C85⁰C的更高温度,从而能够在极冷和极热的环境中运行。   

带有主动冷却风扇的商用计算机只能承受0 –35⁰C的温度。热量是计算电子产品的不利因素,因为如果没有适当冷却,它会损坏CPU、内存和存储等关键任务组件。因此,有源风扇是商用计算机的流行冷却解决方案,用于从系统本身带走热量。   

4. 电磁干扰 EMI

电磁干扰是一种电磁场在相同射频(RF)范围内干扰另一个电磁场的现象。EMI会导致电路性能下降,甚至可能使其无法正常工作。工业计算机设计确保完全隔离并防止辐射穿透计算机。FCCEC等合规性标准是确保EMI安全性和兼容性的常见做法。工业计算机和商用计算机都必须符合EMI合规性和安全法规,才能用于各种应用。  

5. 功率范围广

工业计算机的电源单元(PSU)设计完全无风扇、无电缆和宽电压保护。宽功率范围允许输入范围为9V48V,并配有过压保护 (OVP) 以防止超过55V的输入和过流保护 (OCP) 以防止浪涌电流损坏系统。但是,商用电脑的电源使用主动冷却风扇和电缆,导致灰尘和污垢堵塞系统。损坏的PSU会因过热和电压波动而起火,从而对计算机组件造成永久性损坏。   

6. 扩展能力,丰富的I/O端口 有限的 I/O 端口

工业计算机能够管理各种数据输入,为实时决策传输数据。此外,工业计算机提供广泛的输入输出端口,以实现其可扩展性和满足工业工作负载的能力。例如,有串口、USBPoE LAN、视频端口、DIO/GPIOM12 端口等等。I/O 灵活性是许多依赖模拟和数字连接的工业计算部署的关键要求。相比之下,商用计算机在 I/O 方面受到限制,但通常会提供最新的 I/O 端口以获得最佳性能。  

当可靠性很重要时,选择工业计算机

工业计算机支持嵌入式应用程序,由于其设计寿命长,可以使用57年。总体而言,工业计算机专为终极可靠性和长期使用而设计,不会出现任何中断。至于商用计算机,它们的设计是基于当前的趋势,以性能作为其规格要求。这就是为什么大多数商用计算机可以相对较快地升级到最新技术的原因。


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