尽管工控机和普通计算机在本质上都属于电脑，拥有相似的基本配置如主板、处理器（CPU）、内存以及各种外设的串并口等，但由于其应用场景的不同，技术要求亦存在显著差异。与普遍的家用或办公电脑不同，工控机在工业级的应用中有着更为严格的标准和特殊要求。
从外观上看，普通电脑通常采用开放式设计，拥有较多的散热孔和单一的电源风扇进行散热。而工控机则采用全封闭式机箱，其结构更为坚固且整体重量更重。工控机所使用的板材更厚实，为的是提供更为持久的耐用性。机箱内部除了电源风扇外，还配备有内吹风扇以保持正压强，这种设计不仅防尘，还能有效电磁干扰。
在硬件配置上，普通电脑的主板承载了大部分的核心组件，如CPU插槽和内存槽。而工控机则拥有一个更大的母板，即无源底板。这块底板上没有太多的集成电路，但拥有丰富的扩展槽。CPU主板需插入到母板的特定插槽中，其他扩展板也需安装在母板上。这样的设计在恶劣的工作环境下能更好地保护主机免受外界干扰，同时提供了更大的扩展空间，使开发人员在系统开发时具有更多的选择余地。
从电源方面来看，工控机的电源与普通家用电脑的电源存在显著差异。工控机的电源在抗冲击和抗干扰能力方面远超普通家用电脑，其带载容量也更大。工控机的无风扇嵌入式整机设计将CPU和内存集成在主板上，并采用笔记本硬盘或CF卡及SSD固态硬盘等存储设备。电源通常采用5-30V的直流电源。
工控机的应用领域十分广泛，通过插入运动控制卡等设备可以控制多种自动化设备如点胶机、绕线机等。工控机还能通过其丰富的接口如串口、RJ45等与PLC模块进行通信，并配备显示器以展示操作界面和相关信息。虽然办公电脑在短期内可以替代工控机使用，但长期来看并不适宜。因为办公电脑是为较为舒适的办公环境设计的，而工控机则需在高温、高尘、电磁干扰强的工业环境下长期稳定运行。
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