中國的工業(yè)自動(dòng)化經(jīng)歷了十幾年的迅猛發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化現場(chǎng)部署著(zhù)來(lái)自中國本土、美國、歐洲等各種國內外的技術(shù)和產(chǎn)品，存在以下方面問(wèn)題：
(1)設備種類(lèi)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(xiàn))技術(shù)，工業(yè)以太網(wǎng)/232/485/DP/CanBus/Zigbee/GPRS/WIFI/G3;各種標準、協(xié)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(dòng)化技術(shù)已滲透到電力、市政、交通、樓宇農業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，原有的技術(shù)體系已遠遠不能滿(mǎn)足需求。
企業(yè)也意識到了當前的狀況，但是自動(dòng)化與信息化兩化融合工作又日益迫切，設備互聯(lián)互通的工作量日益增大，風(fēng)險也越來(lái)越大。大家之所以還在忍受現狀的煎熬，是因為似乎沒(méi)有更好的辦法。但是真的沒(méi)有更好的辦法了嗎？
一、智能網(wǎng)關(guān)承擔的作用
眾所周知，要實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)，首先要實(shí)現傳感網(wǎng)絡(luò )和互聯(lián)網(wǎng)的融合。如何將多種儀表、多制式傳感器和控制器接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )是實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)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(shí)也正好回答了前面提到的如何解決企業(yè)當前面臨的困局，即客觀(guān)上需要有一種融合的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)至少要具備如下功能：
(1)支持多種網(wǎng)絡(luò )制式，具備多種行業(yè)接口，例如RS485、PLC、Zigbee等；能直接與傳感網(wǎng)絡(luò )的終端通信，匯聚各種采用不同技術(shù)的異構傳感網(wǎng)，將傳感網(wǎng)的數據通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )遠程傳輸。
(2)在上行通信層，應該具備普通互聯(lián)網(wǎng)路由器的基本功能，通過(guò)有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)多種連接方式連接 4G/5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )、互聯(lián)網(wǎng)，以便靈活適配互聯(lián)網(wǎng)；與遠程運營(yíng)平臺對接，為用戶(hù)提供可管理、有保障的服務(wù)，從而更方便地對生產(chǎn)、生活進(jìn)行管理。
二、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)技術(shù)探討
在解決設備互聯(lián)互通的問(wèn)題上，破局的關(guān)鍵是平臺化。
傳統的兩化融合普遍認可的結構是經(jīng)典的三層結構，即PCS(過(guò)程自動(dòng)化系統)、MES(制造執行系統)、ERP(企業(yè)資源計劃系統)。
對于層與層之間，如何對接，基本沒(méi)有標準可循，因此在項目實(shí)施中，都是八仙過(guò)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(gè)層一-ICT(信息通信平臺層)，作為標準平臺，則設備互聯(lián)互通的標準化將成為可能。
ICT平臺層是以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)為核心構建的。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)擔當起這一重要角色，需要具備以下優(yōu)勢及特點(diǎn)：
(1) 遠程管理
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)是工業(yè)級無(wú)人值守型設備，可以由現場(chǎng)工程師或者安裝工人而不是高級工程師進(jìn)行安裝。工程師可以在辦公室內，對所有網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠程管理好調試，從而實(shí)現設備接入和維護?，F場(chǎng)如果出現通信問(wèn)題，可以第一時(shí)間進(jìn)行遠程診斷并盡可能遠程解決。如此，現場(chǎng)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(hù)滿(mǎn)意度也會(huì )提高。
(2) 穩定可靠
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)承擔的功能，相當于網(wǎng)絡(luò )中的神經(jīng)元節點(diǎn)，所有的數據都依賴(lài)于這個(gè)節點(diǎn)，所以要求具備高穩定性。從設備角度來(lái)說(shuō)，要求采用工業(yè)級設備、寬溫、抗電磁干擾能力強；從網(wǎng)絡(luò )角度來(lái)說(shuō)，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(lái)說(shuō)，要求能夠實(shí)現斷線(xiàn)緩存等功能。
(3) 簡(jiǎn)單易用
作為產(chǎn)品級的解決方案，簡(jiǎn)單易用是必須的。無(wú)論是現場(chǎng)實(shí)施工程師、維護工程師，還是業(yè)主的設備、信息管理人員，通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓或自學(xué)，就應該能掌握產(chǎn)品的基本使用?？梢酝ㄟ^(guò)以下措施來(lái)提升產(chǎn)品簡(jiǎn)便性。
采用完全可視化的拓撲結構圖:配置過(guò)程用圖表、向導等，界面友好、容易上手;
用驅動(dòng)庫的方式解決設備協(xié)議多樣化問(wèn)題。設備使用到的通信協(xié)議，種類(lèi)是非常多的，網(wǎng)關(guān)如果只支持單一協(xié)議，無(wú)法體現“平臺”的特性；
支持大量協(xié)議，又會(huì )顯得臃腫，使用復雜。因此，采取“驅動(dòng)庫”的方式，是一個(gè)兩全的辦法。而且，驅動(dòng)庫是不斷成長(cháng)的，將會(huì )越來(lái)越豐富，驅動(dòng)庫也可以建設在云端；
基于腳本編寫(xiě)智能處理。除了集成常用的智能化應用，也可以提供腳本語(yǔ)言，使得用戶(hù)可以輕松的實(shí)現自定義智能處理。
（4）降低成本
物聯(lián)網(wǎng)關(guān)承擔著(zhù)海量設備接入的任務(wù)，將會(huì )被大量部署到現場(chǎng)。成本是客戶(hù)滿(mǎn)意以及項目成功的至關(guān)重要的因素之一。網(wǎng)關(guān)的成本構成主要有: 設備采購、安裝部署、開(kāi)發(fā)調試、運行維護等。而且隨著(zhù)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(wǎng)關(guān)的生產(chǎn)廠(chǎng)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(lián)
傳統模式下，企業(yè)面臨的問(wèn)題除了前面提到的便捷性、穩定性和性?xún)r(jià)比問(wèn)題外，還有一個(gè)巨大的風(fēng)險:安全性。
安全性涵蓋兩個(gè)方面：一是控制網(wǎng)絡(luò )安全。當我們把控制網(wǎng)絡(luò )與信息網(wǎng)絡(luò )直接連接以采集生產(chǎn)數據的同時(shí)，來(lái)自于信息網(wǎng)絡(luò )的不安全因素，例如黑客病毒等威脅隨之而來(lái)。二是數據安全。目前企業(yè)的生產(chǎn)數據傳送大都采用ModbusTCP等工業(yè)標準，用明文方式傳送，中間傳輸過(guò)程非常容易被截取，從而把控制服務(wù)器的IP 地址、敏感生產(chǎn)數據(部分數據屬于商業(yè)機密)暴露出來(lái)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)需要采用白名單、物理隔離、數據加密等技術(shù)解決上述兩個(gè)問(wèn)題。
結語(yǔ)：
由于沒(méi)有標準化管理手段，設備互聯(lián)互通市場(chǎng)處于一種無(wú)序的狀態(tài)，給用戶(hù)帶來(lái)方案策劃困難、實(shí)施困難、維護困難的三難局面。然而設備互聯(lián)可通的需求卻越來(lái)越多，覆蓋面越來(lái)越廣，困難和風(fēng)險也就越來(lái)越大。這是當下工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)面臨的挑戰。
應用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)建立起統一的設備互聯(lián)互通平臺層ICT，則有可能成為一個(gè)標準化的方案。