Existem diferenças significativas entre computadores industriais e computadores comerciais. Muitas das diferenças estão relacionadas à sua capacidade de operar continuamente em ambientes adversos que podem levar a falhas prejudiciais. Por exemplo, os computadores industriais são mecanicamente robustos e apresentam designs sem ventoinha e sem cabos. Esses principais recursos de design são projetados especificamente em computadores industriais para garantir durabilidade, confiabilidade e longevidade quando expostos aos ambientes mais severos, suscetíveis a água, poeira, temperaturas extremas, choques e vibrações.

Design e Componentes

1. Sem ventilador vs. resfriamento com ventilador

Os computadores industriais são conhecidos por seus designs exclusivos sem ventilador. Industrial integrado computadores não use ventiladores girando ativamente para resfriá-los; em vez disso, utilize dissipadores de calor e tubos de calor para dissipar o calor da parte mais quente do computador (CPU) para a parte externa do computador. Esta é uma maneira muito simples e eficaz de remover o calor de componentes críticos para manter o computador funcionando. Em contraste, muitos computadores comerciais usam um método de resfriamento ativo de transformadores resfriados por ventilador para dissipar o calor, o que não é adequado para aplicações industriais.

2. Sem fio versus com fio

Os computadores industriais eliminam o uso de cabos para reduzir a possibilidade de cabos soltos nas conexões, para suportar interrupções externas e queimar cabos. Em vez disso, eles maximizaram o uso de placas de expansão hot-swap para conectar cada componente. E com computadores comerciais, eles tendem a permanecer em um ambiente controlado por causa dos componentes do computador conectados.

3. Componentes de nível industrial versus componentes de nível comercial

Os computadores industriais são construídos com materiais de nível industrial testados para garantir durabilidade e confiabilidade quando implantados em ambientes agressivos. Ao contrário dos computadores comerciais, que não são projetados para sobreviver em ambientes agressivos, os computadores industriais utilizam componentes de alta qualidade que são testados e podem suportar uma ampla faixa de temperaturas operacionais. Por exemplo, gabinetes de computador de nível industrial são feitos de metal extrudado para serviços pesados para enfrentar desafios industriais difíceis, como choques e vibrações. Por outro lado, o chassi dos computadores empresariais geralmente é feito de alumínio fino e plástico acrílico para manter os custos baixos.

Robustez e confiabilidade

1. Choque e vibração

Aplicações industriais, como automação robótica e processos de mineração, frequentemente sofrem altos níveis de choque e vibração. Portanto, os computadores industriais são projetados para limitar possíveis falhas causadas por choques e vibrações. Para garantir a confiabilidade nessas condições, bons computadores industriais eliminam pontos de falha adotando um design sem ventoinha e usando um chassi multifuncional. A caixa tem um design de peça única para evitar juntas e parafusos extras. Essas técnicas de design de nível industrial fornecem uma estrutura robusta que é qualificada até mesmo para choques e vibrações MIL-STD-810G, o que indica a capacidade do computador de ser usado em aplicações militares específicas.

Por outro lado, um computador empresarial consiste em muitas peças móveis, como cabos, ventiladores e discos rígidos. O chassi externo é feito de metal de alumínio e plástico acrílico, que não suporta choques e vibrações de alta intensidade. Na verdade, muitos aspectos dos computadores empresariais não são adequados para choques e vibrações devido a pontos de falha comuns.

2. Classificação IP (proteção de entrada)

A chave para um computador industrial robusto e confiável é eliminar múltiplas falhas, especialmente aquelas causadas por elementos de poeira e água. Muitas aplicações industriais exigem que os computadores operem em ambientes extremamente sujos e alagados; por exemplo, equipamentos automatizados no processamento de alimentos exigem lavagem higiênica de rotina usando jatos de alta potência com produtos químicos especiais. Portanto, o computador industrial possui um nível de proteção IP desde o design de aparência (chassis tudo-em-um), resfriamento sem ventoinha e até mesmo o conector especial (M12) para resistência à poeira e água. O conector M12 é um conector à prova de poeira e à prova d’água com uma trava integrada para prender o cabo ao computador. Ao mesmo tempo, as classificações IP muitas vezes não são exigidas para computadores comerciais e seus casos de uso. Mas como a maioria dos computadores empresariais são usados em ambientes internos e em escritórios secos, a proteção IP não é necessária.

3. Temperatura extrema

Conforme mencionado anteriormente, os computadores industriais usam dissipadores de calor e tubos de calor em vez de ventiladores para dissipar o calor com eficiência. Ele também é montado com componentes de nível industrial altamente duráveis que podem suportar temperaturas mais altas de –40⁰C a 85⁰C, permitindo operação em frio e calor extremos.

Os computadores empresariais com ventiladores de resfriamento ativos só podem suportar temperaturas de 0 a 35⁰C. O calor é uma desvantagem para a eletrônica de computação porque pode danificar componentes de missão crítica, como CPU, memória e armazenamento, se não for resfriado adequadamente. Portanto, os ventiladores ativos são uma solução de resfriamento popular para computadores empresariais para remover o calor do próprio sistema.

4. Interferência Eletromagnética (EMI)

A interferência eletromagnética é um fenômeno no qual um campo eletromagnético interfere com outro campo eletromagnético na mesma faixa de radiofrequência (RF). A EMI pode causar a degradação de um circuito e possivelmente até torná-lo não funcional. O design industrial do computador garante isolamento completo e evita que a radiação penetre no computador. Padrões de conformidade como FCC e CE são práticas comuns para garantir segurança e compatibilidade EMI. Os computadores industriais e comerciais devem atender às regulamentações de segurança e conformidade com EMI para uso em diversas aplicações.

5. Ampla faixa de potência

O Fonte de alimentação IPC O design da unidade (PSU) do computador industrial é totalmente sem ventilador, sem cabos e com ampla proteção de tensão. A ampla faixa de potência permite uma faixa de entrada de 9V a 48V e é equipada com proteção contra sobretensão (OVP) para evitar que entradas excedam 55V e proteção contra sobrecorrente (OCP) para evitar que a corrente de pico danifique o sistema. No entanto, fontes de alimentação para PC empresarial use ventiladores e cabos de resfriamento ativos, fazendo com que poeira e sujeira obstruam o sistema. Uma fonte de alimentação danificada pode pegar fogo devido ao superaquecimento e flutuações de tensão, causando danos permanentes aos componentes do computador.

6. Capacidade de expansão, portas de E/S abundantes Portas de E/S limitadas

Os computadores industriais são capazes de gerenciar diversas entradas de dados, transmitindo dados para tomada de decisões em tempo real. Além disso, os computadores industriais oferecem uma ampla variedade de portas de entrada ou saída devido à sua escalabilidade e capacidade de atender às cargas de trabalho industriais. Por exemplo, existem portas seriais, USB, PoE LAN, portas de vídeo, DIO/GPIO, portas M12 e muito mais. A flexibilidade de E/S é um requisito fundamental para muitas implantações de computação industrial que dependem de conectividade analógica e digital. Em contraste, os computadores comuns são limitados em termos de E/S, mas geralmente oferecem as portas de E/S mais recentes para desempenho ideal.

Quando a confiabilidade é importante, escolha um computador industrial

Os computadores industriais suportam aplicações embarcadas e podem ser usados por 5 a 7 anos devido à sua longa vida útil. No geral, os computadores industriais são projetados para oferecer confiabilidade máxima e uso a longo prazo sem interrupções. Quanto aos computadores empresariais, eles são projetados com base nas tendências atuais, tendo o desempenho como requisitos de especificação. É por isso que a maioria dos computadores comerciais pode ser atualizada para a tecnologia mais recente com relativa rapidez.