一、强固型工控机：设计原理与应用
强固型工控机（Rugged Industrial PC）是专门为了在极端和恶劣环境中稳定运行而设计的电脑设备。这些环境通常包括高强度振动、极端温度、高湿度以及多粉尘等不利条件，为了应对这些挑战，强固型工控机在设计之初就充分考虑这些严苛的环境因素，不仅体现在其坚固耐用的外壳上，其内部组件的配置与散热系统的设计也经过特殊优化，以确保在各种极端条件下仍能保持高效和稳定运行。正是由于这种强大的适应性和可靠性，强固型工控机在诸多关键行业如军事、野外研究及工业自动化等领域中扮演着不可或缺的角色。
二、强固型工控机与工业工控机的区分
在探讨工业自动化领域时，经常会遇到将工业工控机与强固型工控机混淆的情况，为了澄清两者之间的区别，有必要从性能特点、设计目的及应用环境等方面进行详细分析。尽管两者皆能提供卓越的性能和可靠性，支持运行复杂的软件和应用，但它们在设计上存在本质的不同。
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物理结构与防护措施：
强固型工控机具备更加坚固的物理结构，并配备了全面的防护措施，如防水、防尘和抗振功能，这使得其在恶劣环境中仍能保持高度的可靠性和稳定的性能。相比之下，一般的工业工控机虽然也能在较为苛刻的环境中操作，但其防护等级和耐用性通常不及强固型工控机。 -
温度适应性：
温度适应性方面的差异尤为显著，标准的工业工控机通常在0-50°C的温度范围内能够稳定运行，而强固型工控机则能够在更宽泛的温度区间（-40至70°C）保持其性能和稳定性，这种极端温度适应能力使得强固型工控机在特殊应用场景中也能表现出色。 -
材料选用：
强固型工控机使用的材料多为高级别的工业级用料，这不仅提升设备的耐用性，也增强其对各种外界干扰的抵抗能力，这些材料的选择确保设备在长期使用中的可靠性和降低维护成本。 -
区分：
虽然所有强固型工控机都属于工业工控机的范畴，但并非所有的工业工控机都能达到强固型工控机的标准。在选择适合的工控机时，应根据具体的应用环境和需求来决定是采用普通的工业工控机还是需要更高标准的强固型工控机。
三、强固型工控机的特点
在现代工业自动化和控制领域，强固型工控机作为一种关键的硬件设备，其设计与构造旨在确保能在极端恶劣的环境中稳定可靠的运行。本文将采用德承工控机来探讨强固型工控机在设计中的核心要素，包括耐冲击震动能力、防尘性能、宽温宽压等，这些特性使其在严苛的工业应用中表现出色。
- 强固级耐冲击震动能力：
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结构强化：
强固型工控机的设计特别注重其抗冲击和振动能力，通过采用金属外壳和一体式结构设计，能够有效抵御外部冲击和振动对设备的损害，这种结构不仅提高设备的整体强度，还减少内部组件因振动而松脱的风险。 -
无线材设计：
为进一步增强抗震性，强固型工控机通常采用无线材设计，这种设计可以消除因振动导致的线材松动或断裂问题，从而确保设备在持续振动环境中的稳定性。例如，在海上钻油平台或崎岖矿山的无人矿车等场景中，强固型工控机频繁面对持续或突发的震动和撞击，其结构设计能够妥善保护设备的脆弱点，也能够避免硬盘损坏或数据丢失。 -
军规测试标准：
为确保其耐冲击震动能力，强固型工控机通常按照严格的测试标准进行验证，如军规测试标准MIL-STD-810H是常见的测试依据，该标准验证设备能抵抗随机振动和高达40G冲击而不发生损坏，这项测试确保强固型工控机在实际应用中的可靠性和耐用性。
- 强固级防尘性：
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密封设计：
强固型工控机在设计时采用高度密封的结构，以防止灰尘和其他微小颗粒进入设备内部，这种密封设计不仅提高设备的防护等级（如IP65或更高），还能延长设备的使用寿命，在多粉尘的环境下，这种设计尤为重要，能有效防止灰尘积聚导致散热不良或电子元件短路等问题。 -
无风扇设计：
强固型工控机通常被部署在充满粉尘与杂物的恶劣工业环境或室外场所，为预防灰尘和污垢通过风扇进入内部而引发停机或故障，则会采用无风扇的设计，在没有风扇辅助的情况下，通过特殊的散热结构来迅速将热量带离主机，确保设备正常运行。德承强固型工控机通过独特的散热设计，利用多层次散热结构实现高效的散热效果，从而达到效能与热管理之间的良好平衡，这是其高温耐受性的关键因素之一。
- 强固级宽温适应性：
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工业级宽温设计：
越来越多的边缘运算技术被应用在气候严苛的环境，从极地和高海拔地区的环境监测，到沙漠中的军事任务，再到高温下的炼钢厂生产线，只有具备工业级宽温设计特性的工控机，才能应对如此严峻的挑战。德承强固型工控机选择具有宽温特性的工业级元件、优化的电路设计与高效的散热方案，来确保系统稳定运行并延长使用寿命。 -
高标准宽温测试：
不同厂商对于强固型工控机的宽温标准存在差异，这直接影响了最终产品的性能表现，德承强固型工控机在冷启动（Cold Start）方面设定了高于行业标准的要求——每台设备需能在-40°C低温条件下连续工作17小时，并在每次停机后间隔2至12小时再进行三次连续开机测试，以此验证机器的可靠性与耐用性。
- 强固级电源设计：
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宽电压设计：
在严苛的应用环境中，确保稳定电源供应或应对额外电力需求的挑战显得尤为重要，德承强固型工控机采用先进的电源管理技术和优化的电路布局，具备9~48 VDC宽电压输入范围，可有效减少因电压波动引起的故障风险，进一步提高整体系统的安全性，保障工控机无论是安装于工业设施、移动车辆还是户外恶劣环境，均能实现持续稳定的运作状态。 -
车载智能点火控制：
常规车辆电气系统的电压通常介于12~24 VDC之间，且电压波动及瞬态变化更是常见的问题，此外，还需注意发动机熄火瞬间对工控机可能造成的潜在损害。因此，德承专为车载应用设计的强固型工控机，不仅集成宽电压适应能力，还配备智能点火控制功能（Ignition Sensing），通过搭载德承的IGN模块，先进的电源点火感应技术不仅能够监测电池电压状态还能智能调控，确保仅在电池电压稳定后才启动工控机，有效规避电压不稳时的开机风险。同时，还支持自定义延迟关机设置，进一步防范因突发熄火时导致的系统数据损坏问题，从而提升车载工控机的整体可靠性和稳定性。
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