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一、网关、网桥及网络部件在未来自动化领域中将扮演重要角色

网关、网桥及网络部件在未来自动化领域中将扮演重要角色。一方面是由于工业网络市场需求的增加，网络部件自然要在整个自动化系统中占有重要位置。但本文想谈的是另一方面问题：我们在未来相当一段时间内将面对多种网络协议并存的现实，因此用于协议转换功能的网关、网桥将在未来自动化系统中发挥重要作用。

1、“多种网络协议并存”在自动化领域中将持续相当长的时间

“多种网络协议并存”在自动化领域中将持续相当长的时间，这是由于：

⑴ 历史原因

由于众所周知历史原因……。

⑵ 产品供应商的经济利益

由于经济利益，支持各种工业网络协议标准的国际企业联盟之间一时间无法找到妥协余地。

⑶ 产品技术发展市场制约因素

或者简单的说是用户对新技术的认可。

⑷ 技术原因

回顾工业控制网络技术国际标准化所走过的道路与IT行业确实不同。在IT行业，经过多年的市场筛选，终Ethernet+TCP/IP成为事实上的近似的标准。IEC国际标准工业控制网络工作组IEC61158成立初期，人们普遍认为工业控制网络国际标准化会走一条与IT网络发展进程类似的道路，将会产生的一种工业网络标准,覆盖工业自动化领域绝大部分需求。然而，十几年的努力结果是，没有一种类似Ethernet+TCP/IP的工业控制网络满足工业自动化领域所有技术需求;如今自动化领域的工业控制网络标准与产品仍然是混战和割据的局面。

原因何在？表面上看，是各大国际自动化企业集团为其利益竞争所致；其实这只是问题的一个方面，还有更深层的原因：由于自动化行业的特点（相对IT行业而言）对工业控制网络技术特殊需求，单一网络技术标准不能满足工业自动化领域所有技术要求。

近年来工业以太网兴起，人们没有汲取现场总线标准化过程中的经验教训，仍然幻想用一种网络技术标准覆盖工厂从顶到底的全部控制网络需求，我对此深感困惑不解。

问题：面对不同层次、不同功能要求时，“一网到底”是不是明智选择？

请看下图1：PA流程自动化市场

这张图表是流程自动化行业中各种现场总线应用的比例。多数情况下此表用来说明某种现场总线占有多大多大比例，以证明这种总线的市场业绩。但我们从这张图表中可以看出另外一个问题：在流程自动化行业中，使用各种现场总线连接现场设备应用总和不超过23%，其余是HART、4-20mA、及I/O，共占78%左右。FA的情况我没有找到相关数据，使用现场总线连接的设备可能会比PA行业多一些，但可以肯定，依靠I/O（数字量及模拟量信号）将现场设备连接到控制器的比例还是很高的。这就是我们推广十几年现场总线的结果。而工业以太网目前大部分用于控制器之间的连接，构成车间级网络，真正深入到设备底层的少之又少，在上面类似统计中恐怕根本就见不到。

为什么是这样的结果呢，本人多年从事现场总线技术推广工作，在实际工程项目中可使用的现场设备具有多种不同的连接形式，这与现场设备的功能、成本有很大关系。比如：变频器，通常具有会PROFIBUS-DP、或DEVICENET；编码器也许PROFIBUS-DP、DEVICENET、CANOPEN；数显仪表及报警器之类多数是MODBUS/485、CAN之类低成本总线；按钮箱、光电开关之类都是通过I/O连接的。

站点成本是一个重要因素。所谓站点成本指：一台现场设备增加一个（一种协议）通信接口需要增加多少成本。站点成本有时指产品增加的成本，有时指增加的价格。按中国客户心理，具有现场总线接口的产品成本（价格）增加应该在10~30%之间，否则，这种产品将会选择另一种低成本的通信连接技术。

各种现场总线（包括工业以太网）由于其功能、应用环境、应用对象不同，站点成本差距很大。现场设备同样由于其功能、应用环境、应用对象不同，设备成本（价格）相差很大。面对不同层次的不同功能要求及成本差异，应该有多种通信技术标准供用户选择，才能配置出性能价格优化的系统。因此，结论就是：“多种网络协议并存”在自动化领域中将持续相当长的时间。

2、异型通信网络互连是未来我们不得不面对的问题

既然“多种网络协议并存”在自动化领域中将持续相当长的时间，那末异型通信网络互连就是我们在实际中不得不面临的问题。异型通信网络互连主要是指将不同通信协议设备连接到某种工业控制网络上，或指不同协议现场总线系统的互连。例如目前遇到的较多的问题是：MODBUS设备（指具有MODBUS通信协议的设备）连接到PROFIBUS总线上的要求； 企业自定义协议的RS-232/485设备（如OMRON PLC的HOSTLINK协议）连接到PROFIBUS总线的问题；DEVICENET设备连接到PROFIBUS总线的问题等等。

3、网关、网桥是实现不同协议网络之间互连、不同层次网络互连的必然选择

完成不同网络协议设备之间的互连必然使用协议转换功能的现场总线网关、网桥产品。比如以下是目前常用到的一些网关网桥：

⑴ FROFINET 网关

① PROFINET/PROFIBUS网关： PROFIBUS总线系统（产品）连接到PROFINET网络的网关；

② FROFINET /INTERBUS网关： INTERBUS总线系统（产品）连接到PROFINET网络的网关；

③ FROFINET / DeviceNet网关：DeviceNet总线系统（产品）连接到PROFINET网络的网关；

⑵ FROFIBUS 网关

① PROFIBUS/MODBUS网关：MODBUS系统（产品）连接到PROFIBUS网络的网关；

② PROFIBUS/MODBUS-TCP网关：MODBUS-TCP系统（产品）连接到PROFIBUS网络的网关；

③ PROFIBUS/DeviceNet网关：DeviceNe系统（产品）连接到PROFIBUS网络的网关；

⑶ PROFIBUS网桥

① PROFIBUS/RS232/RS485网桥：RS-232/485产品连接到PROFIBUS网络的网关；

② PROFIBUS/CAN网桥：CAN产品连接到PROFIBUS网络的网关；

③ PROFIBUS/Ethernet+TCP/IP网桥：Ethernet+TCP/IP产品连接到PROFIBUS网络的网关；

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