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工业智能网关的功效和技术

宣布日期：

2023-08-25

中国的工业自动化经历了十几年的迅猛生长工业自动化现场安排着来自中国本土、美国、欧洲等种种海内外的技术和产品，保存以下方面问题：

(1)设备种类多、地区漫衍广、通讯链路杂；

(2)传输标准多样化: 设备层种种通讯(总线)技术，工业以太网/232/485/DP/CanBus/Zigbee/GPRS/WIFI/G3;种种标准、协议并存，如Modbus、IEC60870、IEC 61850、OPC、Profibus、Devicenet、Mbus等；

(3)安排、调试与维护治理的本钱剧增；

(4)自动化技术已渗透到电力、市政、交通、楼宇农业等各个领域，原有的技术体系已远远不可满足需求。

企业也意识到了目今的状况，可是自动化与信息化两化融合事情又日益迫切，设备互联互通的事情量日益增大，危害也越来越大。各人之所以还在忍受现状的煎熬，是因为似乎没有更好的步伐。可是真的没有更好的步伐了吗？

一、智能网关担负的作用

众所周知，要实现物联网，首先要实现传感网络和互联网的融合。如何将多种仪表、多制式传感器和控制器接入移动网络和互联网络是实现物联网的要害。并且，面对大规模的接入，必须是一种标准、可用、易用、易维护的计划。这其实也正好回覆了前面提到的如何解决企业目今面临的困局，即客观上需要有一种融合的物联网网关，该网关至少要具备如下功效：

(1)支持多种网络制式，具备多种行业接口，例如RS485、PLC、Zigbee等；能直接与传感网络的终端通信，汇聚种种接纳差别技术的异构传感网，将传感网的数据通过通信网络远程传输。

(2)在上行通信层，应该具备普通互联网路由器的基本功效，通过有线无线多种连接方法连接 4G/5G 移动网络、互联网，以便灵活适配互联网；与远程运营平台对接，为用户提供可治理、有包管的效劳，从而更便当地对生产、生活进行治理。

二、工业物联网网关技术探讨

在解决设备互联互通的问题上，破局的要害是平台化。

古板的两化融合普遍认可的结构是经典的三层结构，即PCS(历程自动化系统)、MES(制造执行系统)、ERP(企业资源计划系统)。

关于层与层之间，如何对接，基本没有标准可循，因此在项目实施中，都是八仙过海，各显神通的。在MES和ERP层之间相比照较利益置，因为同属于信息化领域，而PCS和MES 层之间庞大性比较大因为PCS 层设备保存多样性。

如果在 PCS和MES之间，增加一个层一-ICT(信息通信平台层)，作为标准平台，则设备互联互通的标准化将成为可能。

ICT平台层是以工业物联网网关为焦点构建的。工业物联网关继续起这一重要角色，需要具备以下优势及特点：

(1) 远程治理

工业物联网关是工业级无人值守型设备，可以由现场工程师或者装置工人而不是高级工程师进行装置。工程师可以在办公室内，对所有网关进行远程治理好调试，从而实现设备接入和维护。现场如果泛起通信问题，可以第一时间进行远程诊断并尽可能远程解决。如此，现场出差的次数可大大减少，设备维护的周期和本钱也大大降低，客户满意度也会提高。

(2) 稳定可靠

工业物联网关担负的功效，相当于网络中的神经元节点，所有的数据都依赖于这个节点，所以要求具备高稳定性。从设备角度来说，要求接纳工业级设备、宽温、抗电磁滋扰能力强；从网络角度来说，要求能够适用多种链路、庞亨衢径，能够在多种链路之间切换、互为备份；从系统角度来说，要求能够实现断线缓存等功效。

(3) 简单易用

作为产品级的解决计划，简单易用是必须的。无论是现场实施工程师、维护工程师，照旧业主的设备、信息治理人员，通过简单的培训或自学，就应该能掌握产品的基本使用�？梢酝ü韵虏椒ダ刺嵘芳虮阈�。

接纳完全可视化的拓扑结构图:配置历程用图表、向导等，界面友好、容易上手;

用驱动库的方法解决设备协议多样化问题。设备使用到的通信协议，种类是很是多的，网关如果只支持简单协议，无法体现“平台”的特性；

支持大宗协议，又会显得臃肿，使用庞大。因此，接纳“驱动库”的方法，是一个两全的步伐。并且，驱动库是不绝生长的，将会越来越富厚，驱动库也可以建设在云端；

基于脚本编写智能处理。除了集成常用的智能化应用，也可以提供脚本语言，使得用户可以轻松的实现自界说智能处理。

（4）降低本钱

物联网关担负着海量设备接入的任务，将会被大宗安排到现场。本钱是客户满意以及项目乐成的至关重要的因素之一。网关的本钱组成主要有: 设备采购、装置安排、开发调试、运行维护等。并且随着人工本钱不绝上升，项目笼罩地区不绝扩大后三者的比重上升最快。因此，网关的生产厂家必须一方面考虑降低硬件本钱，另一方面要做好稳定性、易用性、易维护性等事情。

（5）宁静互联

古板模式下，企业面临的问题除了前面提到的便捷性、稳定性和性价比问题外，另有一个巨大的危害:宁静性。

宁静性涵盖两个方面：一是控制网络宁静。当我们把控制网络与信息网络直接连接以收罗生产数据的同时，来自于信息网络的不宁静因素，例如黑客病毒等威胁随之而来。二是数据宁静。目前企业的生产数据传送大都接纳ModbusTCP等工业标准，用明文方法传送，中间传输历程很是容易被截取，从而把控制效劳器的IP 地点、敏感生产数据(部分数据属于商业秘密)袒露出来。

工业物联网关需要接纳白名单、物理隔离、数据加密等技术解决上述两个问题。

结语：

由于没有标准化治理手段，设备互联互通市场处于一种无序的状态，给用户带来计划策划困难、实施困难、维护困难的三难局面。然而设备互联可通的需求却越来越多，笼罩面越来越广，困难和危害也就越来越大。这是当下工业自动化行业面临的挑战。

应用工业物联网技术，基于工业物联网网关建立起统一的设备互联互通平台层ICT，则有可能成为一个标准化的计划。

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