中國的工業自動化經歷了十幾年的迅猛發展工業自動化現場部署著來自中國本土、美國、歐洲等各種國內外的技術和產品，存在以下方面問題：

(1)設備種類多、地域分布廣、通訊鏈路雜；

(2)傳輸標準多樣化: 設備層各種通訊(總線)技術，工業以太網/232/485/DP/CanBus/Zigbee/GPRS/WIFI/G3;各種標準、協議并存，如Modbus、IEC60870、IEC 61850、OPC、Profibus、Devicenet、Mbus等；

(3)部署、調試與維護管理的成本劇增；

(4)自動化技術已滲透到電力、市政、交通、樓宇農業等各個領域，原有的技術體系已遠遠不能滿足需求。

企業也意識到了當前的狀況，但是自動化與信息化兩化融合工作又日益迫切，設備互聯互通的工作量日益增大，風險也越來越大。大家之所以還在忍受現狀的煎熬，是因為似乎沒有更好的辦法。但是真的沒有更好的辦法了嗎？

一、智能網關承擔的作用

眾所周知，要實現物聯網，首先要實現傳感網絡和互聯網的融合。如何將多種儀表、多制式傳感器和控制器接入移動網絡和互聯網絡是實現物聯網的關鍵。并且，面對大范圍的接入，必須是一種標準、可用、易用、易維護的方案。這其實也正好回答了前面提到的如何解決企業當前面臨的困局，即客觀上需要有一種融合的物聯網網關，該網關至少要具備如下功能：

(1)支持多種網絡制式，具備多種行業接口，例如RS485、PLC、Zigbee等；能直接與傳感網絡的終端通信，匯聚各種采用不同技術的異構傳感網，將傳感網的數據通過通信網絡遠程傳輸。

(2)在上行通信層，應該具備普通互聯網路由器的基本功能，通過有線無線多種連接方式連接 4G/5G 移動網絡、互聯網，以便靈活適配互聯網；與遠程運營平臺對接，為用戶提供可管理、有保障的服務，從而更方便地對生產、生活進行管理。

二、工業物聯網網關技術探討

在解決設備互聯互通的問題上，破局的關鍵是平臺化。

傳統的兩化融合普遍認可的結構是經典的三層結構，即PCS(過程自動化系統)、MES(制造執行系統)、ERP(企業資源計劃系統)。

對于層與層之間，如何對接，基本沒有標準可循，因此在項目實施中，都是八仙過海，各顯神通的。在MES和ERP層之間相對比較好處理，因為同屬于信息化范疇，而PCS和MES 層之間復雜性比較大因為PCS 層設備存在多樣性。

如果在 PCS和MES之間，增加一個層一-ICT(信息通信平臺層)，作為標準平臺，則設備互聯互通的標準化將成為可能。

ICT平臺層是以工業物聯網網關為核心構建的。工業物聯網關擔當起這一重要角色，需要具備以下優勢及特點：

(1) 遠程管理

工業物聯網關是工業級無人值守型設備，可以由現場工程師或者安裝工人而不是高級工程師進行安裝。工程師可以在辦公室內，對所有網關進行遠程管理好調試，從而實現設備接入和維護。現場如果出現通信問題，可以第一時間進行遠程診斷并盡可能遠程解決。如此，現場出差的次數可大大減少，設備維護的周期和成本也大大降低，客戶滿意度也會提高。

(2) 穩定可靠

工業物聯網關承擔的功能，相當于網絡中的神經元節點，所有的數據都依賴于這個節點，所以要求具備高穩定性。從設備角度來說，要求采用工業級設備、寬溫、抗電磁干擾能力強；從網絡角度來說，要求能夠適用多種鏈路、復雜路徑，能夠在多種鏈路之間切換、互為備份；從系統角度來說，要求能夠實現斷線緩存等功能。

(3) 簡單易用

作為產品級的解決方案，簡單易用是必須的。無論是現場實施工程師、維護工程師，還是業主的設備、信息管理人員，通過簡單的培訓或自學，就應該能掌握產品的基本使用。可以通過以下措施來提升產品簡便性。

采用完全可視化的拓撲結構圖：配置過程用圖表、向導等，界面友好、容易上手;

用驅動庫的方式解決設備協議多樣化問題。設備使用到的通信協議，種類是非常多的，網關如果只支持單一協議，無法體現“平臺”的特性；

支持大量協議，又會顯得臃腫，使用復雜。因此，采取“驅動庫”的方式，是一個兩全的辦法。而且，驅動庫是不斷成長的，將會越來越豐富，驅動庫也可以建設在云端；

基于腳本編寫智能處理。除了集成常用的智能化應用，也可以提供腳本語言，使得用戶可以輕松的實現自定義智能處理。

（4）降低成本

物聯網關承擔著海量設備接入的任務，將會被大量部署到現場。成本是客戶滿意以及項目成功的至關重要的因素之一。網關的成本構成主要有: 設備采購、安裝部署、開發調試、運行維護等。而且隨著人工成本不斷上升，項目覆蓋地域不斷擴大后三者的比重上升最快。因此，網關的生產廠家必須一方面考慮降低硬件成本，另一方面要做好穩定性、易用性、易維護性等工作。

（5）安全互聯

傳統模式下，企業面臨的問題除了前面提到的便捷性、穩定性和性價比問題外，還有一個巨大的風險:安全性。

安全性涵蓋兩個方面：一是控制網絡安全。當我們把控制網絡與信息網絡直接連接以采集生產數據的同時，來自于信息網絡的不安全因素，例如黑客病毒等威脅隨之而來。二是數據安全。目前企業的生產數據傳送大都采用ModbusTCP等工業標準，用明文方式傳送，中間傳輸過程非常容易被截取，從而把控制服務器的IP 地址、敏感生產數據(部分數據屬于商業機密)暴露出來。

工業物聯網關需要采用白名單、物理隔離、數據加密等技術解決上述兩個問題。

結語：

由于沒有標準化管理手段，設備互聯互通市場處于一種無序的狀態，給用戶帶來方案策劃困難、實施困難、維護困難的三難局面。然而設備互聯可通的需求卻越來越多，覆蓋面越來越廣，困難和風險也就越來越大。這是當下工業自動化行業面臨的挑戰。

應用工業物聯網技術，基于工業物聯網網關建立起統一的設備互聯互通平臺層ICT，則有可能成為一個標準化的方案。

審核編輯：湯梓紅