工业通信网关

　　工业通信网关
　　工业通信网关可以在各种网络协议间做报文转换,其功能可以通过一块芯片、一个嵌入式设备或板卡、或者是一台独立的设备实现。
　　摘要 目录1 定义
　　2 概述
　　3 系统功能
　　4 软件结构
　　5 数据采集
　　6 应用协议
　　1 定义 2 概述 3 系统功能 4 软件结构 5 数据采集 6 应用协议
　　工业通信网关 - 定义 　　工业通信网关可以在各种网络协议间做报文转换,其功能可以通过一块芯片、一个嵌入式设备或板卡、或者是一台独立的设备实现。还有一些设备,如PC,也可以实现网关(或设备服务器)的功能。倍加福的智能系统部经理Helge Hornis指出,网关必须能够完整地解析出报文的内容,并且智能地将它转换为另一种协议。moxa公司的产品营销经理Jim Toepper说,在工业自动化领域,网关涉及到协议之间的转换;在通信行业,网关也被称为路由器;而到了消费者市场(家庭用户),网关就是一种用来共享因特网连接的有线或无线设备。
　　为什么要使用网关?
　　随着企业内生产部门和其他部门相互联系的不断增多,网关的使用就水到渠成了。实践证明,使用网关的优点包括:能够从设备和供应链的其它环节获得信息,能够给其他系统提供实时生产数据(提高生产信息的实用性和有效性),以及能够在生产线、公司甚至是世界的另一端,对系统进行远程开发和维护,前提是拥有适当的安全通关权限。
　　对于企业/供应链的生产制造环节、仓储,工程设计、市场、销售、售后服务等任一环节上的任一系统或层级,网关都为它们提供了一条数据导入和导出的途径。网关相当于一个将各个层面相互联系在一起的执行机构,并将老的串行通信网络或模拟信号连接到新的数字网络。
　　另外,由于工业级以太网协议种类繁多,信息可能需要在多种协议间进行转换和逆转换。一些工业级的网关可以实现有线协议和无线协议间信息的交互式传送。
　　工业通信网关 - 概述 　　在企业自动化和信息化项目中,需要解决各种不同设备、系统之间的互联与集成。通讯方式和通讯协议的多样化问题一直存在,且越来越突出,工程技术人员需要投入大量的时间和精力解决异构系统之间的互联通信。杭州火三电子科技有限公司最新推出的HDC Server3.0网关服务器是一款高端工业通信网关,专用于解决自动化系统、企业信息化系统中各种不同通信标准、不同通信协议的异构系统之间的通信互联与互操作,通过简化实施过程,可以提高系统的性能,增加系统的稳定性,缩短项目工期,节约实施成本。
　　HDC Server3.0网关服务器的核心是一个跨平台的接口通信服务平台软件, 它内嵌高性能实时数据库,提供丰富的驱动接口库,异种协议容易接入并可转换为标准协议(如OPC方式)为其它系统提供数据服务。
　　HDC Server3.0网关服务器可支持各种硬件运行平台,包括PC机及嵌入式硬件,可运行于桌面操作系统或嵌入式操作系统中。通过可插拔的背板,可支持各种不同的现场总线。
　　火三电子HDC Server3.0可广泛应用于发电、变电、化工、石油、楼宇、水利、冶金、机械、交通、环保、煤矿、机房监控等领域的自动化、企业信息化应用项目中。
　　工业通信网关 - 系统功能 　　HDC Server3.0网关服务器包含硬件和软件两部分,常规硬件支持串口和以太网两种物理连接方式,通过可插拔的背板,可支持CAN Bus、DeviceNet、Profibus、LonWorks等各种现场总线,实现不同物理连接方式的统一和标准化。
　　用户在PC机上通过系统提供的组态配置程序,可以设定不同物理通道上运行的通信协议进行数据采集,对要采集的数据设备的物理地址、通道地址或者参数名称等,能够由用户自主设定,在用户完成组态配置后,可以将配置好的工程下载到硬件设备中,并可远程启动硬件设备中的网关运行程序,进行数据采集。
　　对于已采集到硬件设备中的数据,网关运行程序能够以各种方式进行各种操作,包括:数据变换、数据过滤、运算处理、历史数据存储、统计处理、报警处理、服务请求等。
　　对于已处理好的数据,网关运行程序能够按照已组态配置好的方式,包括物理连接方式、数据转发协议类型、站物理地址、转发数据通道地址或者参数名称等,将数据转发至其它应用系统。
　　工业通信网关 - 软件结构 　　HDC Server3.0的软件平台由以下几个主要模块及子系统组成:
　　组态及配置工具
　　为网关硬件平台运行软件组态配置工具,运行在PC端。使用可配置方式实现对网关工程项目的IO组态,并实现组态工程上传、下载及配置。
　　运行系统
　　运行在网关硬件平台上。完成数据采集和数据转发服务。运行系统支持Windows嵌入式操作系统。
　　运行监控系统
　　运行在在网关硬件平台上,监视网关设备的运行状态、运行参数、通讯报文、日志等,可对网关设备进行调试。
　　驱动接口开发工具包(SDK)
　　运行在PC端,在已支持的3000种协议的基础上,提供给用户自行开发扩展驱动接口。
　　工业通信网关 - 数据采集 　　1)、采集功能
　　物理层支持RS-232/485/422、以太网、现场总线(如:CAN Bus、DeviceNet、Profibus、LonWorks等)
　　支持GPRS、CDMA、数传电台、电话拨号、卫星等多种远程通信方式
　　串口数量最大可支持32个(根据硬件型号而定)
　　支持各种采集模式:
　　l 同步/异步
　　l polling
　　l 平衡式/非平衡式
　　l 自动通知
　　l 订阅/发布
　　采用每个通道每个驱动独立进程管理模式,任一驱动故障或运行不稳定不会影响整个系统
　　支持透明协议传输功能
　　对采集数据有死区压缩、量程变换、滤波、小信号切除等功能
　　采集数据支持时间戳和质量戳功能,如果被采集设备不具备时间戳和质量戳,支持自动添加
　　支持写优先处理,支持频繁读写的均衡处理
　　2)、采集接口
　　通信协议及标准:
　　工控:OPC Client、Modbus Master
　　电力:IEC60870-5-101/102/103/104 Master、DNP Master、IEC61850 Client、JBUS等
　　楼宇:LonWorks、BACnet Client、Batibus、SNMP Client等
　　其它行业通讯协议约1000种左右
　　对于不便公开的保密协议,用户可利用驱动开发包自行开发采集设备的驱动程序
　　3、典型应用设备举例:
　　支持国际、国内1000多种主流测控设备
　　过程控制:PLC、DCS、变频器、测控模块、智能仪表、电子衡器等
　　电力自动化:继电保护装置、直流屏、小电流选线装置、VQC自动装置等
　　智能楼宇及机房监控:UPS、楼控设备、门禁系统、安防系统、消防系统等
　　油品储运及加油站:雷达、伺服、光导、钢带等各种液位仪、发油系统、可燃气体报警器等多种设备
　　4、数据转发
　　物理链路:
　　转发物理端口支持RS-232/485/422、以太网、现场总线
　　转发通信方式支持GPRS/CDMA、数传电台、电话拨号、卫星等
　　转发协议:
　　转发协议支持:Modbus Slave、IEC60870-5-101/102/103/104 Slave、CDT Slave、DNP Slave、IEC61850 Server、SNMP Agent等
　　转发接口支持:OPC Server、DDE Server、ODBC/ADO等
　　对于不便公开的保密协议,用户可利用驱动开发包自行开发转发驱动程序
　　支持多路采集到多路转发的功能
　　5、系统特点
　　支持从通道到设备到测点的三级测点树管理
　　具备看门狗管理、系统在线自诊断/复位功能
　　具有对通信链路状态的监视和报警功能
　　支持设备冗余、通道冗余、双机冗余等多种冗余逻辑
　　具有完备的诊断调试、故障监视、日志输出等功能
　　具备二次计算功能
　　具有历史数据存储功能
　　6、参数指标
　　启动速度: < 20 秒
　　单机额定容量: 20,000 点
　　数据采集吞吐量: 20,000 点/秒
　　数据回写吞吐量: 20,000点/秒
　　数据混合吞吐量: 20,000点/秒
　　单机额定设备数: 256 个
　　工业通信网关 - 应用协议 　　网关在应用网络的七层协议:
　　OSI是一个开放性的通行系统互连参考模型,他是一个定义的非常好的协议规范。OSI模型有7层结构,每层都可以有几个子层。
　　下面我简单的介绍一下这7层及其功能。
　　OSI的7层从上到下分别是
　　7 应用层
　　6 表示层
　　5 会话层
　　4 传输层
　　3 网络层
　　2 数据链路层
　　1 物理层
　　其中高层,即7、6、5、4层定义了应用程序的功能,下面3层,即3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。
　　目前的安全网关在应用层和网络层上面都有防火墙的身影,在第三层上面还能看到VPN作用。防毒墙这种安全网关作用在第二层。根据七层的级别限制,高等级协议能够掌管低等级协议的原则,安全网关的发展正在走向高等级协议的路线。
　　网关与路由器的区别:
　　网关是访问路由器的IP,其他的电脑必须和网关一个IP段才能访问路由器,比如说路由器的IP是192.168.0.1(这个就是网关)也是进路由器必须的地址,其他的主机也必须是192.168.0.X(2—254之间任意一个数字)这样才能访问路由器也就是说这样才能上网,电脑上的网关地址就要填写192.168.0.1

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