高教社2024工业互联网数据采集技术教学课件任务2.2.pptx

项目01工业数据采集技术概述项目02工业数据采集与设备安装工业数据采集网络建设项目04项目03工业数据传输与处理项目05工业数据上云项目06工业数据采集综合应用

工业数据采集与设备安装02项目

工业网关是一种充当转换工具的计算机系统或设备，一般用于在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间移动数据，是最为复杂的网络互联设备之一。智能化工业网关融入边缘计算技术，除了基本的协议转换功能外，还具有以下几个功能。①能够对数据主动采集和传输。②对数据进行解析。③对数据进行过滤、汇聚。智能工业网关着力于数据多态、协议多样的兼容性和数据的边缘处理，在部署、操作方面更便捷，其应用场景和领域也越来越广泛。任务描述本任务将从工业网关的定义、工业网关的类型、工业网关的结构组成、工业网关的设备接口与上传接口等多个方面介绍工业网关的相关知识。

网关又称网间连接器或协议转换器，默认在网络层以上实现网络互联，是最为复杂的网络互联设备之一。网关既可以用于广域网互联，也可以用于局域网互联。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。工业网关的定义1知识链接如图所示为工业网关示意图。

工业网关的定义1知识链接如图所示为各类工业网关连接拓扑图。

工业网关的定义1知识链接①ＰＬＣ网关用于连接各类ＰＬＣ控制器，采集ＰＬＣ控制信息，实现转发、控制等功能。如图所示为ＰＬＣ网关。②数控网关用于采集数控系统和机床的运行状态信息。如图所示为数控网关。

工业网关的定义1知识链接③机器人网关连接工业机器人，如图所示为机器人网关。④集散控制系统（DCS）网关采集DCS的运行状态，振动传感器和温度传感器可连接至网关感知振动、温度信息。如图所示为DCS网关。

工业网关的类型2知识链接（１）转发通信方式维度按照转发通信方式的不同，工业网关可分为以太网工业网关、通用无线（ＧＰＲＳ）工业网关、无线上网（Ｗｉ－Ｆｉ）工业网关、第四代或第五代通信技术（４Ｇ／５Ｇ）工业网关、窄带物联网（ＮＢ－ＩｏＴ）工业网关、远距离无线通信（ＬＯＲＡ）工业网关。

转发通信方式工业网关知识链接工业网关类别通信类型协议以太网有线802.3等GPRS广域无线网GPRSWiFi局域网无线802.11a/b/g/n/ac等4G广域无线网TD-LTE、LTE-FDD等NB-IoT广域网窄带无线NB-IoTLora非授权频段无线Lora

工业网关的类型2知识链接（２）转发协议维度按照转发协议的不同类型，工业网关可分为ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ工业网关、ＭｏｄｂｕｓＴＣＰ工业网关、ＯＰＣＵＡ工业网关、ＭＱＴＴ工业网关、ＨＴＴＰＳ工业网关、ＢＡＣＮＥＴ工业网关、ＩＥＣ１０４工业网关。（３）采集对象维度按照采集对象的不同，网关可分为机器人工业网关、数控机床工业网关、ＰＬＣ工业网关、仪器仪表工业网关（ＤＣＳ工业网关）。

工业网关具备的物理接口和支持协议知识链接工业网关类别具备的转发物理接口支持转发协议典型应用场景ModbusRTURS-232/RS-422/RS-485串口等ModbusRTU仪器仪表、传感器等ModbusTCP以太网ModbusTCP仪器仪表、传感器等OPCUA以太网OPCUA工业PLCMQTT以太网MQTT数控机床、机器人、工业PLC等HTTPS以太网HTTPS工业PLCBACNETRS-232/RS-485、以太网、ZigbeeBACNET智能楼宇IEC104RS-485、以太网IEC104智能用配电

工业网关的类型2知识链接（４）边缘计算能力维度按照边缘计算能力的不同，工业网关可分为透传级工业网关、基本级工业网关、边缘计算级工业网关。（５）安全维度按照安全类型的不同，工业网关可分为工业安全网关和边界隔离工业网闸。

工业网关的类型2知识链接（６）应用行业维度按照应用行业的不同，工业网关可分为电力行业通信管理机、石油化工功能安全远程终端单元（ＲＴＵ）、智能楼宇（ＢＡＣＮＥＴ）网关等。（７）采集接口维度按照采集接口的不同类型，工业网关可分为采集网关和协议网关。

工业网关的结构组成3知识链接

工业网关的结构组成3知识链接（１）电源端子接口电源端子接口用于为工业网关设备供电，供电电压范围为ＤＣ１２～３６Ｖ。（２）以太网接口ＩＤＧＳ８００工业数据网关提供两个以太网接口，如果网络设备比较多，可以使用交换机来扩展以太网接口数量。（３）串口接口ＩＤＧＳ８０