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工控机可以想成是自动化设备中的控制器。一台设备除了机械零件外，从数据、讯号的输入到整台机器动作，要能产生“自动化”能力最关键的零组件，就是控制器。自动化就是设备零件自动执行“程序”的过程，程序中的每条指令就是由工控机来分析下达，以达到各部位自动工作的目标。起初，工控机是用于工业生产过程的测量、控制、管理等环节。如今，工控机的应用领域已发生翻天覆地的变化，不再局限于工业，已成为自动化设备和信息产业基础设备的核心。
相比普通计算机，工控机具备复杂气候环境适应能力、振动抗冲击机械环境适应能力、复杂电磁环境适应能力、应用行业专属功能、客制化服务、长久稳定的供货周期六大特点。目前工控机的应用模式主要有：工控机+客制软硬件、工控机+扩展卡+客制软硬件、工业主板+(扩展卡)+客制软硬件、工业主板+工业背板+(扩展卡)+客制软硬件。
未来工控机的应用模式可能为：标准通用工控机+标准通用接口模块+客制软硬件、用户自主研发包括工控机在内的软硬件。是否改变主要有两个因素：
一是CPU厂商提供整套软硬件开发系统，完全不需要工控机厂商参与。CPU厂家可以利用FPGA工艺，让一部分功能由自己定制，降低工控机的定制需求，提升单个型号产品的量。
二是I/O接口高度标准化。由于速度高、占用空间小，不管是普通计算机，还是工控机，串行总线已逐渐取代并行总线，保留并行总线标准的可能就是芯片组之间的通讯。I/O总线方面，原来的显示接口和外存接口也实现从并行转串行。更重要的是，USB Type-C接口标准将来会统一工控机的电源接口、键盘接口、鼠标接口、音频接口、存储接口、网络接口和显示接口，而且无极性，使用体验更好。统一I/O接口除大大减少I/O电缆种类外，也能大幅减少工控机与外设之间的接线，主要特点有：1、支持连接多个高性能外设。2、数据同步速度更快。3、支持多功能、单端口连接。
三是云计算技术成熟在工业领域应用。建立工控机云平台，无论是嵌入到设备内的工控机，还是独立工作进行过程监控的工控机，可以为客户提供如下附加服务：1、云存储。2、运行日志管理。3、智能监控预警。4、故障诊断。5、设备安全生命周期健康管理。 依靠云平台，把工控机和服务器连成了一个系统，工控机架构可以做得更加精简，把关键数据放在数据中心，客户对实时和历史数据用大数据分析工具做分析处理，有效保证信息安全传输。解决单台工控机无法解决的抗振、极端温度环境对硬盘可靠性影响的问题。提供给客户的不再是单独的工控机，而是“工控机+服务器+云平台管理软件+服务”。
此外，工控机还呈现出走向服务化的特点，即给用户提供全生命周期的管理方案。从系统到产品，再到硬件，工业计算机企业将整合上下游产业链资源，更好地满足用户需求。
随着社会信息化持续深入，对工控机的市场需求将进一步释放。工控机将为传统产业转型升级提供重要的技术支持，并在多个领域发挥重要作用。同时，客户对工控机的要求更加多样，个性化和定制化将是市场主要形态。
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