摘要
物聯網是近年來一個越來越火爆的概念，與云計算、大數據等技術交織在一起，但真正落地的物聯網應用卻寥寥無幾。在第44屆世界標準日論壇活動上，旋思科技分享了其集采集、安全、智能、交換功能于一體的新一代工業網關設備--SymLink工業物聯網智能網關。重點介紹了在設備互聯互通標準化應用方面的探究，以及相關落地應用的經驗交流。
一、工業自動化行業面臨的挑戰
中國的工業自動化經歷了十幾年的迅猛發展，中國本土、美國、歐洲等各種國內外的技術、產品被部署到了國內的工業自動化現場。
我們可以看到，現實存在的情況是：
那么，企業又是如何應對這一現實情況的呢？總結一下，大致是兩種應對措施：
●分而治之——找不同的供應商搞定不同的設備互聯
比如某家PLC要接入，就去找這個品牌的廠商或代理商。對于系統集成商也是如此。例如某大型系統集成商，每年承攬10個項目，為每個項目定制了10種設備接入方案，一年下來就是10*10=100種方案要定制處理。
由此帶來的問題： 實現方式各不相同，難以管理和維護，并且無法實現資源共享。比如設備提供了一個通訊端口，去年企業實施能源管理系統，實施了數據采集。今年環保局需要這個設備的一些數據，而且要求必須是設備一手實時數據，這個時候我們發現設備已經沒有端口可供我們實施了。
●多人協作——采購多種設備共同協作，以完成設備互聯。
例如用工業控制計算機＋工業軟件＋串口服務器＋網絡交換機＋GPRS模塊＋各種防護設施等等。由此帶來的問題：除了多種設備帶來的高成本之外，調試、維護困難，對人員要求高是更大的問題，各設備之間錯綜復雜，導致系統脆弱。
我們曾經走訪過一家企業，是做微電網的。自控主管抱怨說，有家集成商，問題總搞不定，前前后后出差來了無數趟，每次都是前腳剛走，沒兩天又出問題了。后來對方的合同尾款也不要了，問題也不管了。搞得大家都很受傷。我們到現場打開控制柜一看，在通信這塊，用了工控機、板卡、串口服務器、轉換器、工業組態軟件等等，通信流特別復雜加上服務人員可能水平又不夠高，總出問題也就不足為奇了。
也就是說，企業也意識到當前的狀況有多么糟糕。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正在更大規模的展開，風險也就越來越大。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？
二、改變，從工業物聯網技術尋求答案
大家都知道，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。同時面對大范圍的接入，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，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。
三、工業物聯網網關技術探討
在解決設備設備互聯問題的困擾上，我們認為，破局的關鍵是—平臺化。
我們可以看到，傳統的兩化融合，普遍認可的結構是經典的三層結構，即PCS（Process Control Sysmtem過程自動化系統）-MES（Manufactory Execution Sysmtem制造執行系統）-ERP（Enterprise Resource Planning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。在MES和ERP層之間，相對還算好處理，因為都是信息化的范疇里。而PCS和MES層之間，復雜性就更大了，因為PCS層的設備多樣性的關系。也就出現了上面所談到的現狀。
如果在PCS和MES之間，增加一個子層—ICT（Information Communication Technology信息通信平臺層），作為標準平臺，將會是這樣的狀況：
這個平臺層就是以工業物聯網網關為核心構建的。如此一來，設備互聯互通的標準化將成為可能。對于工業物聯網關擔當起這一重要角色，她需要具備以下一些優勢特點：
1）遠程管理
工業物聯網關是工業級無人值守型設備，可以由安裝工人，而不是高級工程師進行現場安裝。然后，工程師可以在辦公室內，對所有的現場網關進行遠程管理、調試。從而實現設備接入和維護。現場如果出現通信問題，首先要做的，也是遠程診斷，和盡可能遠程解決。這樣，現場出差的次數大大減少了，設備維護的周期和成本也大大降低。
2）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。這里指的安全性，涵蓋兩個方面：
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。駭人聽聞的震網病毒，正是借由工廠信息網，入侵到控制網絡，導致了伊朗核電站的物理損毀。
數據安全
目前大家的生產數據傳送，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。
工業物聯網關采用白名單、物理隔離、數據加密等技術，可以很好的解決上述兩個問題。
3）智能應用
關于這一點，可以舉一個案例來做說明。
有一家做EMC（合同能源管理）的企業，從事酒店熱水節能改造業務。即通過給連鎖酒店的熱水鍋爐進行節能改造（太陽能、天然氣、地源熱泵、電加熱四聯供的組合），以實現節能。業務開展的不錯，但做到一定規模時問題出現了。一是來回巡檢的維護人員需求太大，二是故障不能及時處理導致客戶投訴，因此該公司尋求自動化企業的解決方案。
基本方案都是：在每個酒店部署一套自控系統，由PLC、串口聯網服務器、上位機算機、上位控制軟件、遠程通信模塊等組成。而且酒店要求有人值守。
這樣的成本，是該EMC企業無法承受的。而我們應用物聯網技術，就很好解決了：
每個酒店只需要部署一臺工業物聯網關，就能實現現場的所有需求，并且無人值守。同時，在網關中還部署了一些設備模型和智能算法，例如預警邏輯。通過網關的3G端口，將數據統一推送到該項目的私有云，最終維護人員通過手機端即可實現遠程管理。
這個是智能應用例子的典型訴求是能夠整合多種設備的功能于一身，從而幫助客戶降低成本，簡化管理。
4）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。
5）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SI的實施、維護工程師，還是業主的設備口、信息口管理人員，通過簡單的培訓或自學，就應該能掌握產品的基本使用。
物聯網智能網關以下措施來提升簡便性：
采用完全可視化的拓撲結構圖－－配置過程用圖表、向導等進行，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眾多。例如Modbus、IEC104、DNP、BACnet等等，大大小小至少幾千種。網關如果只支持單一協議，是無法體現“平臺”特性的，然后支持大量協議，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，實際使用中，只需要從驅動庫選擇需要的驅動就可以了。
基于腳本編寫的智能處理－－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。
6）降低成本
目前的成本構成包括：設備采購、安裝部署、開發調試、運行維護等，通過物聯網網關及其數據云平臺的應用，通過簡單易用的交互式人機對話機制，遠程調控機制，開放機制等將大大減少用戶的部署、調試、開發、維護等成本。
小結
旋思科技已經在工業企業能源管理中心這一行業中，進行多年嘗試，幫助系統集成商和企業用戶做出改變，取得了良好的效果。基于已有經驗，提出工業物聯網網關產品的一個基本要求，和六個重要特性。一個基本要求是指擔當ICT（Information Communication Technology信息通信平臺）平臺層；六個重要特性是指：遠程管理、安全互聯、智能應用、穩定可靠、簡單易用、降低成本。
隨著物聯網行業的高速發展必然使得設備互聯互通的需求卻越來越多，覆蓋面越來越廣，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，進而成為一個標準化的方案。
