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工控機可以想成是自動化設備中的控制器。一臺設備除了機械零件外，從數據、訊號的輸入到整臺機器動作，要能產生“自動化”能力最關鍵的零組件，就是控制器。自動化就是設備零件自動執行“程序”的過程，程序中的每條指令就是由工控機來分析下達，以達到各部位自動工作的目標。起初，工控機是用于工業生產過程的測量、控制、管理等環節。如今，工控機的應用領域已發生翻天覆地的變化，不再局限于工業，已成為自動化設備和信息產業基礎設備的核心。
相比普通計算機，工控機具備復雜氣候環境適應能力、振動抗沖擊機械環境適應能力、復雜電磁環境適應能力、應用行業專屬功能、客制化服務、長久穩定的供貨周期六大特點。目前工控機的應用模式主要有：工控機+客制軟硬件、工控機+擴展卡+客制軟硬件、工業主板+(擴展卡)+客制軟硬件、工業主板+工業背板+(擴展卡)+客制軟硬件。
未來工控機的應用模式可能為：標準通用工控機+標準通用接口模塊+客制軟硬件、用戶自主研發包括工控機在內的軟硬件。是否改變主要有兩個因素：
一是CPU廠商提供整套軟硬件開發系統，完全不需要工控機廠商參與。CPU廠家可以利用FPGA工藝，讓一部分功能由自己定制，降低工控機的定制需求，提升單個型號產品的量。
二是I/O接口高度標準化。由于速度高、占用空間小，不管是普通計算機，還是工控機，串行總線已逐漸取代并行總線，保留并行總線標準的可能就是芯片組之間的通訊。I/O總線方面，原來的顯示接口和外存接口也實現從并行轉串行。更重要的是，USB Type-C接口標準將來會統一工控機的電源接口、鍵盤接口、鼠標接口、音頻接口、存儲接口、網絡接口和顯示接口，而且無極性，使用體驗更好。統一I/O接口除大大減少I/O電纜種類外，也能大幅減少工控機與外設之間的接線，主要特點有：1、支持連接多個高性能外設。2、數據同步速度更快。3、支持多功能、單端口連接。
三是云計算技術成熟在工業領域應用。建立工控機云平臺，無論是嵌入到設備內的工控機，還是獨立工作進行過程監控的工控機，可以為客戶提供如下附加服務：1、云存儲。2、運行日志管理。3、智能監控預警。4、故障診斷。5、設備安全生命周期健康管理。 依靠云平臺，把工控機和服務器連成了一個系統，工控機架構可以做得更加精簡，把關鍵數據放在數據中心，客戶對實時和歷史數據用大數據分析工具做分析處理，有效保證信息安全傳輸。解決單臺工控機無法解決的抗振、極端溫度環境對硬盤可靠性影響的問題。提供給客戶的不再是單獨的工控機，而是“工控機+服務器+云平臺管理軟件+服務”。
此外，工控機還呈現出走向服務化的特點，即給用戶提供全生命周期的管理方案。從系統到產品，再到硬件，工業計算機企業將整合上下游產業鏈資源，更好地滿足用戶需求。
隨著社會信息化持續深入，對工控機的市場需求將進一步釋放。工控機將為傳統產業轉型升級提供重要的技術支持，并在多個領域發揮重要作用。同時，客戶對工控機的要求更加多樣，個性化和定制化將是市場主要形態。
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