什么是强固型工控机？探索强固型工控机的必要特性

所谓的强固型工控机是专门设计用来在恶劣的使用环境中提供可靠且长时间运作的工控机。这些恶劣环境充斥著强烈震动、极端温度或是潮湿或多粉尘等状态。强固型工控机在设计之初便考虑到这些严苛的环境条件，不仅体现在其坚固的外壳上，內部组件的配置和散热系统的设计也同样能够应对这些挑战。正因为如此的强固可靠，强固型工控机在许多不同行业中，如军事、野外研究、工业应用等领域，都是不可或缺的设备。

许多人经常將工业工控机与强固型工控机混淆，这里简要说明这两者的差別。强固型工控机与工业工控机都能提供优秀的性能与可靠性，足以运行强大且复杂的软件或应用程式。然而，两者之间的主要差异在于强固型工控机拥有额外的设计特点，使其在严苛环境的挑战下依然保持高度可靠性和性能。这些设计包括更强的物理结构、更全面的防护措施（如防水、防尘和抗振功能），以及更优秀的极端温度适应能力等。举例来说，一般的工业工控机在 0-50°C 的环境中能够稳定运行，但强固型工控机却可在 -40-70°C 的温度区间依然保持性能和稳定性。

简而言之，我们可以说强固型工控机都属于工业工控机范畴，但并非全部工业工控机都能达到强固型工控机的标准。
 

 工业级用料与坚固的结构

强固型工控机的设计构造是为了能在恶劣环境中顺畅运行而打造。从选材用料开始，所采用的零组件都需要符合工业等级的品质要求。为了提供足够的强固性，通常选择金属外壳、一体式结构设计等，才能赋予强固型工控机由內而外的坚固本质。

 出色的耐冲击震动能力

强固型工控机在设计时特別注重耐冲击震动的能力，除了利用强化结构抵抗外部的冲击和震动外，搭配无线材的设计，杜绝震动使线材松脱的危机。试想在海上钻油平台中充斥着因运转持续震动的机台，或行驶于崎岖矿车的无人矿车等，强固型工控机经常性会面对持续或突发的震动或撞击。透过特别的结构设计將妥善保护工控机的脆弱点，避免硬盘损失或数据丟失。一般来说，强固型工控机的耐冲击震动能力都经过严格的测试，如美国军规测试标准 MIL-STD-810H，来证明能抵抗随机振动和高达 40G 的冲击所造成的损坏。

 阻绝环境的灰尘

强固型工控机多半被安装在充斥粉尘杂乱的工业环境或室外，为了避免灰尘、脏污经由风扇中进入工控机內部造成停机或故障，强固型工控机通常采用无风扇的设计。所谓的无风扇设计就是不依赖风扇的情況下，利用格外散热结构设计將热能迅速帶离主机。而各家的散热技术则是经过别具一格的设计与计算，透过堆叠的散热结构安排，呈现不错的散热效果，在效能与散热间取得不错的平衡的关键因素。

 极端温度的高温耐受性

越来越多的边缘运算技术被应用在气候严苛的环境，无论是极地或高海拔地区的环境监控、沙漠中的军事任务还是高温的炼钢厂产线，只有具备宽温设计的工控机才能够克服如此严峻的挑战。除了在设计之初选择具备宽温特性的工业级料件外，电路设计与散热的技术更是其重中之重。各家对于强固型工控机的宽温标准各有不同，也就直接影响着结果。举例来说，Cincoze 的强固型工控机对于冷开机（Cold Start）的要求是高于业界标准。每台强固型工控机必须能够在 -40°C 的低溫环境中持续 17 小时进行测试，每次停机并间隔 2-12 小时后陆续开机 3 次，才能通过 Cincoze 內部的测试标准。

 宽电压设计范围

在多变的应用环境中，无法确定是否具备稳定的电源供应或额外的电力需求，因此强固型工控机会具备宽电压输入范围的特性（9-48VDC），以确保无论是安裝在工业设备、车辆还是野外的工作环境，都能稳定运行。举例来说，车载的电压通常在 12-24VDC 之间，除了电压波动和瞬时电压变化是常见现象外，还需要考虑瞬间熄火对于工控机所造成的伤害。因此，在车载环境中使用的强固型工控机，除了具备宽压的特性外，通常还会搭配点火控制（ignition sensing）功能。Cincoze 的 IGN 模组（power ignition sensing），除了能侦测电瓶电压，还可控制车辆启动后电瓶处于稳压状态才开机，避免在电压不稳的状态下开机。同时，还能设定延迟关机时间，排除因瞬间熄火对系统或资料造成的伤害。