工业协议网关展示图（1）
之所以工业网关的价格比一般网络设备昂贵2-5倍,其中最根本的原因在于需要承担普通设备不需要的功能——频繁的协议转换Computation以及面对严苛工业环境的高可靠性保证。
协议转换Computation是其最大硬件成本驱动源。工业现场存在多种通信标准,很可能一台工业网关内置的协议种类就上十几二十种,远超过IT设备。支持更多协议意味着需要更强大的处理能力,才能承担解析、转换、转发的Computation Density,确保毫秒级实时响应。ache、存储、稳定性的架构设计已经使其硬件成本远超商用设备。
此外,工业现场过电压、严寒高温、强电磁干扰等恶劣环境对设备的可靠性提出硬性要求。工业级外壳、电源、接线柜和散热都大大增加成本。精心设计的冗余机制和系统自检、预警、报警功能也必不可少。执照性能测试更避免不开断业损失。
如果考量研发测试环节复杂系统集成和定制的人力成本,一个支持20种协议转25种协议的工业级网关,定价上万乃至数万元也毫不奇怪,并不是制造商 추价,而是对其重要性的体现。
可以说,工业网关之所以价值昂贵,是因为其不仅作为连接通道,更担负起确保工业系统持续平稳运行的重任。它的价格不仅在为客户提供可靠的工业互联基石,也在售后为用户避免无法估量的生产损失。好的,非常乐意深入探讨工业协议网关的协议转换机制以及转换必要性。
工业协议网关接口展示图（2）
工业协议网关之所以需要进行不同标准 BETWEEN的协议转换,最核心的原因在于工业现场存在着多种异构通信网络和标准。这源自不同厂商或通信技术时间段的设备都有各自的通信“母语”。如profibus、Modbus、CANbus等。如果不进行协议翻译,这些设备之间就是交流障碍、互不兼容的。
那么工业网关是如何实现协议转换的呢?原理上是通过解析和封装实现数据“旋转门”。网关内置了不同协议的软件协议栈或接口模块,收到数据后首先调用对应协议栈进行解析,提取出真正有效的命令、状态参数等数据。然后根据事先建立的数据转换映射关系,使用目标协议的格式规范和字段封装这些数据,形成新的协议数据包。最后再用目标协议的传输手段发送出去。接收方通过自己熟悉的协议即可正确解析和使用这些数据,而不必关心其来源格式。
工业协议网关拓扑图（3）
可以看出,工业网关实现协议转换的实质就是在不同协议间建立数据表示和传输中的“旋转门”。这种转换非常必要,否则将很难实现异构网络设备间的互联互通,构建起现代化的数字化工厂和产线。工业网关生成的新协议数据包,就好比两种不同语言社群之间的实时口译,架起了不同“语言”设备之间沟通的桥梁,让信息可以自由流通。
