工業通信網關

工業通信網關可以在各種網路協定間做報文轉換，其功能可以通過一塊晶片、一個嵌入式設備或板卡、或者是一台獨立的設備實現。還有一些設備，如PC，也可以實現網關（或設備伺服器）的功能。倍加福的智慧型系統部經理Helge Hornis指出，網關必須能夠完整地解析出報文的內容，並且智慧型地將它轉換為另一種協定。

基本介紹

• 中文名：工業通信網關
• 結構：組態及配置工具
• 分類：軟體程式
• 協定： 套用層

系統功能

HDC Server3.0網關伺服器包含硬體和軟體兩部分，常規硬體支持串口和乙太網兩種物理連線方式，通過可插拔的背板，可支持CC-Link、CAN Bus、DeviceNet、Profibus、LonWorks等各種現場匯流排，實現不同物理連線方式的統一和標準化。

用戶在PC機上通過系統提供的組態配置程式，可以設定不同物理通道上運行的通信協定進行數據採集，對要採集的數據設備的物理地址、通道地址或者參數名稱等，能夠由用戶自主設定，在用戶完成組態配置後，可以將配置好的工程下載到硬體設備中，並可遠程啟動硬體設備中的網關運行程式，進行數據採集。

對於已採集到硬體設備中的數據，網關運行程式能夠以各種方式進行各種操作，包括：數據變換、數據過濾、運算處理、歷史數據存儲、統計處理、報警處理、服務請求等。

對於已處理好的數據，網關運行程式能夠按照已組態配置好的方式，包括物理連線方式、數據轉發協定類型、站物理地址、轉發數據通道地址或者參數名稱等，將數據轉發至其它套用系統。

軟體結構

HDC Server3.0的軟體平台由以下幾個主要模組及子系統組成：

◆ 組態及配置工具

為網關硬體平台運行軟體組態配置工具，運行在PC端。使用可配置方式實現對網關工程項目的IO組態，並實現組態工程上傳、下載及配置。

◆ 運行系統

運行在網關硬體平台上。完成數據採集和數據轉發服務。運行系統支持Windows嵌入式作業系統。

◆ 運行監控系統

運行在在網關硬體平台上，監視網關設備的運行狀態、運行參數、通訊報文、日誌等，可對網關設備進行調試。

◆ 驅動接口開發工具包（SDK）

運行在PC端，在已支持的3000種協定的基礎上，提供給用戶自行開發擴展驅動接口。

數據採集

1）、採集功能

◆ 物理層支持RS-232/485/422、乙太網、現場匯流排（如：CC-Link、CAN Bus、DeviceNet、Profibus、LonWorks等）

◆ 支持GPRS、CDMA、數傳電台、電話撥號、衛星等多種遠程通信方式

◆ 串口數量最大可支持32個（根據硬體型號而定）

◆ 支持各種採集模式：

l 同步/異步

l Polling

l 平衡式/非平衡式

l 自動通知

l 訂閱/發布

◆ 採用每個通道每個驅動獨立進程管理模式，任一驅動故障或運行不穩定不會影響整個系統

◆ 支持透明協定傳輸功能

◆ 對採集數據有死區壓縮、量程變換、濾波、小信號切除等功能

◆ 採集數據支持時間戳和質量戳功能，如果被採集設備不具備時間戳和質量戳，支持自動添加

◆ 支持寫優先處理，支持頻繁讀寫的均衡處理

2）、採集接口

通信協定及標準：

◆ 工控：OPC Client、Modbus Master

◆ 電力：IEC60870-5-101/102/103/104 Master、DNP Master、IEC61850 Client、JBUS等

◆ 樓宇：LonWorks、BACnet Client、Batibus、SNMP Client等

◆ 其它行業通訊協定約1000種左右

◆ 對於不便公開的保密協定，用戶可利用驅動開發包自行開發採集設備的驅動程式

3、典型套用設備舉例：

◆ 支持國際、國內1000多種主流測控設備

◆ 過程控制：PLC、DCS、變頻器、測控模組、智慧型儀表、電子衡器等

◆ 電力自動化：繼電保護裝置、直流屏、小電流選線裝置、VQC自動裝置等

◆ 智慧型樓宇及機房監控：UPS、樓控設備、門禁系統、安防系統、消防系統等

◆ 油品儲運及加油站：雷達、伺服、光導、鋼帶等各種液位儀、發油系統、可燃氣體報警器等多種設備

4、數據轉發

物理鏈路：

◆ 轉發物理連線埠支持RS-232/485/422、乙太網、現場匯流排

◆ 轉發通信方式支持GPRS/CDMA、數傳電台、電話撥號、衛星等

轉發協定：

◆ 轉發協定支持：Modbus Slave、IEC60870-5-101/102/103/104 Slave、CDT Slave、DNP Slave、IEC61850 Server、SNMP Agent等

◆ 轉發接口支持：OPC Server、DDE Server、ODBC/ADO等

◆ 對於不便公開的保密協定，用戶可利用驅動開發包自行開發轉發驅動程式

◆ 支持多路採集到多路轉發的功能

5、系統特點

◆ 支持從通道到設備到測點的三級測點樹管理

◆ 具備看門狗管理、系統線上自診斷/復位功能

◆ 具有對通信鏈路狀態的監視和報警功能

◆ 支持設備冗餘、通道冗餘、雙機冗餘等多種冗餘邏輯

◆ 具有完備的診斷調試、故障監視、日誌輸出等功能

◆ 具備二次計算功能

◆ 具有歷史數據存儲功能

6、參數指標

◆ 啟動速度： < 20 秒

◆ 單機額定容量： 20,000 點

◆ 數據採集吞吐量： 20,000 點/秒

◆ 數據回寫吞吐量： 20,000點/秒

◆ 數據混合吞吐量： 20,000點/秒

◆ 單機額定設備數： 256 個

套用協定

網關在套用網路的七層協定：

OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型，他是一個定義的非常好的協定規範。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子層。

下面我簡單的介紹一下這7層及其功能。

OSI的7層從上到下分別是

7 套用層

6 表示層

5 會話層

4 傳輸層

3 網路層

2 數據鏈路層

1 物理層

其中高層，即7、6、5、4層定義了應用程式的功能，下面3層，即3、2、1層主要面向通過網路的端到端的數據流。

目前的安全網關在套用層和網路層上面都有防火牆的身影，在第三層上面還能看到VPN作用。防毒牆這種安全網關作用在第二層。根據七層的級別限制，高等級協定能夠掌管低等級協定的原則，安全網關的發展正在走向高等級協定的路線。

網關與路由器的區別：

網關是訪問路由器的IP，其他的電腦必須和網關一個IP段才能訪問路由器，比如說路由器的IP是192.168.0.1（這個就是網關）也是進路由器必須的地址，其他的主機也必須是192.168.0.X（2—254之間任意一個數字）這樣才能訪問路由器也就是說這樣才能上網，電腦上的網關地址就要填寫192.168.0.1