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工控機由工業主板、CPU、內存、存儲設備等部件組成，具備靈活的I/O接口以及多種類的擴展插槽，與工業現場的各種外設、擴展卡相連，以完成各種任務。工控機故障分為硬件故障和軟件故障。
硬件故障是指工控機的工業主板及外接設備等硬件發生接觸不良、性能下降、電路元器件損壞或機械方面的問題引起的故障。工控機硬件故障通常會導致工控機無法正常開機、系統無法正常啟動，或事某個設備無法正常運行、死機、藍屏等現象。
軟件故障是指由于軟件不兼容、操作使用不當、系統感染病毒或工控機系統配量不當等因素引起的工控機不能正常工作的故障。
對工控機故障的檢測應遵守以下準則：先軟后硬、先外后內、先電源后部件、先一般后特殊。先軟后硬指的是先從操作系統和應用軟件上來排除，然后才查看硬件；先外后內指的是先從外接，如采集卡、攝像頭、鼠標鍵盤等排除，然后才打開機蓋查看內部；先電源后部件指的是先查看工控機電源輸入等是否正常，然后在查看其它部件；先一般后特殊指的是先檢查引起故障基本原因，如接線是否松動，再去查看部件。
工控機故障檢測方法有：
1、直接觀察法
通過看、聽、摸、嗅等方式檢查工控機比較明顯的故障。如根據工控機BIOS報警聲或Debug卡判斷故障發生的部位；觀察工控機電源內是否有火花、異常聲音；檢查各種工控機插頭是否松動、線纜是否破損、斷線或碰線；工業主板上的元件是否發燙、燒焦、斷裂、脫焊虛焊；工控機的各種風扇是否運轉正常等。
2、對比檢查法
運行兩臺或多臺相同配置的工控機，根據正常工控機與故障工控機在執行相同操作時不同表現可以初步判斷故障產生的原因。
3、插拔替換法
初步確定發生故障的位置后，可將存疑的部件或線纜重新插拔，以排除松動或接觸不良的原因。如將工控機的內存拆下后用橡皮擦擦拭金手指，然后重新插好；將各種線纜重新插拔等。如果經過插拔后不能排除故障，可使用相同功能型號的部件替換有故障的部件，以確定是部件已經損壞還是工業主板存在問題，然后根據情況更換工業主板。
4、系統最小化法
最嚴重的故障是工控機開機后無任何顯示和報警信息，此時采取最小系統法進行診斷，即只安裝CPU、內存、顯卡、工業主板。如果工控機不能正常工作，則在這四個關鍵部件中采用替換法查找存在故障的部件。如果工控機能正常工作，再接硬盤等。以此類推，直到找出引發故障的原因。
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