什麼是強固型工控機？探索強固型工控機的必要特性

所謂的強固型工控機是專門設計用來在惡劣的使用環境中提供可靠且長時間運作的工控機。這些惡劣環境充斥著強烈震動、極端溫度或是潮濕或多粉塵等狀態。強固型工控機在設計之初便考慮到這些嚴苛的環境條件,不僅體現在其堅固的外殼上,內部組件的配置和散熱系統的設計也同樣能夠應對這些挑戰。正因為如此的強固可靠,強固型工控機在許多不同行業中,如軍事、野外研究、工業應用等領域,都是不可或缺的設備。

許多人經常將工業工控機與強固型工控機混淆,這裡簡要説明這兩者的差別。強固型工控機與工業工控機都能提供優秀的性能與可靠性,足以運作強大且複雜的軟體或應用程式。然而,兩者之間的主要差異在於強固型工控機擁有額外的設計特點,使其在嚴苛環境的挑戰下依然保持高度可靠性和性能。這些設計包括更強的物理結構、更全面的防護措施(如防水、防塵和抗振功能),以及更優秀的極端溫度適應能力等。舉例來説,一般的工業工控機在0-50°C的環境中能夠穩定運作,但強固型工控機卻可在-40-70°C的溫度區間依然保持性能和穩定性。

簡而言之,我們可以説強固型工控機都屬於工業工控機範疇,但並非全部工業工控機都能達到強固型工控機的標準。

強固型工控機的特點

工業級用料與堅固的結構

強固型工控機的設計構造是為了能在惡劣環境中順暢運作而打造。從選材用料開始,所採用的零組件都需要符合工業等級的品質要求。為了提供足夠的強固性,通常選擇金屬外殼、一體式結構設計等,才能賦予強固型工控機由內而外的堅固本質。

出色的耐衝擊震動能力

強固型工控機在設計時特別注重耐衝擊震動的能力,除了利用強化結構抵抗外部的衝擊和震動外,搭配無線材的設計,杜絕震動使線材松脫的危機。試想在海上鑽油平台中充斥著因運轉持續震動的機臺,或行駛于崎嶇礦車的無人礦車等,強固型工控機經常性會面對持續或突發的震動或撞擊。透過特別的結構設計將妥善保護工控機的脆弱點,避免硬碟損失或數據丟失。一般來説,強固型工控機的耐衝擊震動能力都經過嚴格的測試,如美國軍規測試標準 MIL-STD-810H,來證明能抵抗隨機振動和高達 40G的衝擊所造成的損壞。

阻絕環境的灰塵

強固型工控機多半被安裝在充斥粉塵雜亂的工業環境或室外,為了避免灰塵、臟污經由風扇中進入工控機內部造成停機或故障,強固型工控機通常採用無風扇的設計。所謂的無風扇設計就是不依賴風扇的情況下,利用格外散熱結構設計將熱能迅速帶離主機。而各家的散熱技術則是經過別具一格的設計與計算,透過堆疊的散熱結構安排,呈現不錯的散熱效果,在效能與散熱間取得不錯的平衡的關鍵因素。

極端溫度的高溫耐受性

越來越多的邊緣運算技術被應用在氣候嚴苛的環境,無論是極地或高海拔地區的環境監控、沙漠中的軍事任務還是高溫的煉鋼廠産線,只有具備寬溫設計的工控機才能夠克服如此嚴峻的挑戰。除了在設計之初選擇具備寬溫特性的工業級料件外,電路設計與散熱的技術更是其重中之重。各家對於強固型工控機的寬溫標準各有不同,也就直接影響著結果。舉例來説,Cincoze的強固型工控機對於冷開機(Cold Start)的要求是高於業界標準。每台強固型工控機必須能夠在-40°C的低溫環境中持續 17小時進行測試,每次停機並間隔2-12小時後陸續開機 3次,才能通過 Cincoze內部的測試標準。

寬電壓設計範圍

在多變的應用環境中,無法確定是否具備穩定的電源供應或額外的電力需求,因此強固型工控機會具備寬電壓輸入範圍的特性(9-48VDC),以確保無論是安裝在工業設備、車輛還是野外的工作環境,都能穩定運作。舉例來説,車載的電壓通常在 12-24VDC之間,除了電壓波動和暫態電壓變化是常見現象外,還需要考慮瞬間熄火對於工控機所造成的傷害。因此,在車載環境中使用的強固型工控機,除了具備寬壓的特性外,通常還會搭配點火控制(ignition sensing)功能。Cincoze的 IGN模組(power ignition sensing),除了能偵測電瓶電壓,還可控制車輛啟動後電瓶處於穩壓狀態才開機,避免在電壓不穩的狀態下開機。同時,還能設定延遲關機時間,排除因瞬間熄火對系統或資料造成的傷害。

關於德承

強固型嵌入式工控機 – Cincoze德承,致力針對邊緣運算及智慧物聯網(AIoT)應用所需要的嵌入式電腦。旗下産品線包括強固型嵌入式電腦、工業平板電腦及螢幕及GPU嵌入式電腦,能快速滿足垂直市場的應用需求,尤其以製造、軌道、車載、交通、能源環境、倉儲物流等。多年來推出多款創新性産品,榮獲多項專利獎項與國際認證的肯定。