工业网关全面解析!带你了解方方面面

2021-08-27 16:00:59 admin 153

工业网络网关用于支持不同协议的网络之间的接口。在it和ot世界中,网关支持许多不同的常驻体系结构和协议之间的通信。他们重新打包并将数据从一个网络传输到另一个网络,以便理解信息。

工业网络网关功能

网关可包括诸如协议转换器、阻抗匹配装置、速率转换器、故障隔离器或信号转换器等功能,以提供系统互操作性。本报告涵盖的信息用于将网络设备(无论是否基于IP)引入基于IP的网络,并可能引入工业互联网。

随着工业互联网的出现,工业互联网的功能范围不断扩大。历史上,它主要依赖于简单的协议转换。具有标准操作系统的远程可编程微处理器网关平台的出现以及承载iiot平台代理和常驻应用程序的能力极大地扩展了网关的功能配置文件。

由于担心作为工业互联网边缘基础设施设备的潜在用途,该报告特别关注支持基于IP网络的网关。这不包括仅在从属和主级支持非IP网络的网关,包括许多互连非IP网络(通常为串行自动化网络)的网关。工业网络网关

Arc进一步排除了基于以太网协议连接到PLC背板的网络接口卡。例如,不包括为基于以太网/IP的PLC背板设计的网络接口卡。

网络路由器和交换机通常包含在网关系列中,但此类产品明确排除在本报告之外,并包含在单独的arc网络基础设施交付中。媒体转换器、设备服务器和专用协议转换器也不包括在内。

Iiot与自动化网关

为了捕获新出现的功能范围,该分析将传统的自动协议转换设备与新的iiot网关设备分开。简而言之,出于分析目的,自动化网关被认为运行在较低的体系结构堆栈级别,并强调协议转换。


另一方面,iiot或“云”网关的特点是强调向云或工业互联网的其他组件提供设备数据。区别因素包括使用标准微处理器和操作系统,如Intel物联网平台,以及使用代表性状态传输(rest)API和消息队列遥测传输(mqtt)

以及其他物联网数据集成和传输协议。OPCUA(统一体系结构)也可用于此目的。

在工业互联网的早期阶段,许多供应商提供了网关设备和自己的私有云之间的集成。例如,配备netbiter及其Argos云的HMS工业网络,以及digiinternational以及它的设备云。这些产品和其他类似产品属于iiot类别。


最新的iiot网关支持可以在边缘执行的更高级别iiot平台的组件。这些网关简化了边缘与云之间的接口,并进一步支持边缘应用程序(如分析)的执行。这些边缘平台代理的例子包括位于其领域的GEpredix机器

Cisco在代理网关和合作伙伴设备以及8x9系列路由器和合作伙伴产品中的未绑定iox平台。

网络类型

本报告从所服务的从网络和主网络的角度介绍网关市场。由于强调工业互联网应用,所有主站网络必须基于IP,不包括串行端口和其他非IP主站。按网络类型划分的类别包括:

无线从站到以太网主站(任何类型的无线网络,包括Wi-Fi、WirelessHART或个人局域网,如蓝牙)

以太网主站的其他从站(通常为串行自动化网络)

无线从设备到无线主设备(也可以是任何类型的无线设备,但通常是蓝牙或与Wi-Fi等效的设备)

蜂窝(蜂窝网络的任何类型的从设备)

工业网络网关的CPU体系结构

中央处理器(CPU)是基于微处理器的网关中的电子电路或“芯片”,用于执行基本的算术、逻辑、控制和输入/输出(I/O)操作。英特尔、arm和飞思卡尔是最受欢迎的芯片供应商。

工业网络网关操作系统

操作系统(OS)管理计算机硬件和软件资源,并为应用程序提供公共服务。由于边缘驻留应用程序必须能够在网关中执行的趋势,操作系统是该领域的一个重要区别。Linux是目前iiot网关供应商中最流行的操作系统,但windows

10正在成为另一种选择,特别是对于使用Microsoftazure云的客户。

工业网络网关的IPv6支持

Internet上的每个设备都分配了一个IP地址,用于标识和位置定义。Internet协议版本6(IPv6)提供了更大的地址空间,用于识别和定位联网计算机以及在Internet上路由流量。

128位IPv6由互联网工程任务组(IETF)开发。当时,其前身IPv4下的可用地址数量显然即将耗尽。这两个协议不是为互操作而设计的,但是有一些软件和产品允许在支持各自协议的主机和接口之间进行通信。

在撰写本文时,大多数工业网络不支持IPv6。但是,有许多新的iiot网关可用。

高速移动网关

无线蜂窝网络通过称为蜂窝站点或基站的固定位置收发器运行。单个小区站点提供有限区域的覆盖,而小区站点网络提供大地理区域的覆盖。由于个人手机的使用,大多数人都知道蜂窝网络,但蜂窝网络也广泛用于各种设备的远程监控和管理。

大多数工业蜂窝网关目前在3G或4GLTE下运行。术语4G指用于蜂窝网络的第四代数据技术。缩写词LTE代表长期演进,是为移动电话和其他移动设备提供高速数据的非常技术化过程的缩写。新ltem

这项技术是为互联网通信而设计的。

支持工业网络协议的以太网网关

将从属网络连接到以太网主干的网关可以支持一种可用的工业以太网网络协议。有许多这样的协议,但大多数设备目前都支持它们

工业网络协议设计用于以太网/IP或PROFINET。

外观

外形规格指网关占用的大小、形状和物理空间。许多工业网络边缘设备以DIN导轨或机架/面板安装的形式销售。嵌入终端设备(如无风扇工业PC或

HMI中的网关)是另一个选项。在后一类中,仅包括由同时销售独立设备的供应商销售的嵌入式网关。本研究不包括仅销售嵌入式产品的供应商。

危险场所分类

一级危险场所是指空气中可能含有足够的可燃气体或蒸汽,导致爆炸或可燃的场所。二类场所含有可燃性粉尘。III类位置是由于处理、储存或加工的材料类型不同而存在可燃纤维或碎片的区域。

除了危险场所的类型外,《国家电气规范》(NEC)还关注存在这些危险的条件类型。NEC将正常情况指定为1级,将异常情况指定为2级。I、II和III级危险位置可以是1级或2级。

环境评级

工业环境可能含有灰尘和液体。可能需要对设备进行保护,以防止这些污染物进入。美国采用美国国家电气制造商协会(NEMA)的环境等级。欧洲和其他全球地区采用国际电工委员会(IEC)环境标准和“IP规范”。

IP20至IP40与NEMA1(通风)通用规范相似。IP65类似于NEMA4,具有防尘和防滴漏的规格。IP67类似于NEMA6防尘和防水规范。Arc对不符合上述IEC分类之一的设备使用“其他”分类。


标签: 工业网关
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