La passerelle industrielle est utilisée pour créer une interface entre les réseaux qui supportent différents protocoles. Dans les domaines des technologies de l'information (IT) et des technologies opérationnelles (OT), les passerelles peuvent communiquer entre de nombreuses architectures et protocoles résidents différents. Elles réemballent et convertissent les données d'un réseau à l'autre pour comprendre l'information.
La passerelle peut inclure des fonctions de convertisseurs de protocoles, de dispositifs d'adaptation d'impédance, de convertisseurs de débit, d'isolateurs de défaillance ou de convertisseurs de signal pour assurer l'interopérabilité du système. La passerelle industrielle couverte par ce rapport est utilisée pour introduire des périphériques réseau basés sur IP dans les réseaux basés sur IP et peut être introduite dans l'Internet industriel.
Avec l'avènement d'Internet industriel, la gamme de fonctions des passerelles industrielles est en expansion. Historiquement, grâce à la simple conversion de protocoles, l'avènement de plateformes de passerelles microprocesseurs programmables à distance avec des systèmes d'exploitation standard et la capacité d'héberger des agents de plateformes IIoT et des applications résidentes a considérablement élargi la configuration fonctionnelle de la passerelle.
Du fait qu'elle est potentiellement utilisée comme un dispositif d'infrastructure de périphérie pour Internet industriel, le rapport accorde une attention particulière aux passerelles qui supportent les réseaux basés sur IP. Cela élimine les passerelles qui ne supportent que les réseaux non basés sur IP aux niveaux maître et esclave, y inclus de nombreuses passerelles qui seront basées sur des réseaux d'automatisation série non-IP, habituellement interconnectés par une passerelle.
ARC exclut également les cartes d'interface réseau connectées aux backplanes des automates programmables logiques (PLC) basés sur les protocoles de réseau Ethernet. Par exemple, les cartes d'interface réseau conçues pour les backplanes de PLC basés sur EtherNet/IP ne sont pas incluses.
Les routeurs et les commutateurs de réseau sont habituellement inclus dans une partie du spectre des passerelles, mais ces produits sont explicitement exclus de ce rapport et inclus dans des livrables distincts d'infrastructure de réseau ARC. De même, les convertisseurs de média, les serveurs de périphériques et les convertisseurs de protocoles propriétaires sont exclus.
Pour saisir la nouvelle gamme fonctionnelle des passerelles industrielles, l'analyse sépare les dispositifs traditionnels de conversion de protocoles d'automatisation des nouveaux dispositifs de passerelle IIoT. En bref, pour cette analyse, la passerelle d'automatisation est considérée comme celles qui fonctionnent à un niveau inférieur de la pile d'architecture et met l'accent sur la conversion de protocoles.
D'autre part, les caractéristiques des passerelles IIoT ou "cloud" sont qu'elles mettent l'accent sur la fourniture des données des périphériques à d'autres composants du cloud ou d'Internet industriel. Les facteurs différentiels incluent l'utilisation de microprocesseurs et de systèmes d'exploitation standard, tels que la plateforme Intel IoT, et des API qui supportent le transfert d'état représentationnel (REST), le protocole de transport de télémétrie de mise en file d'attente de messages (MQTT), et autres protocoles d'intégration et de transport de données IoT. OPC UA peut aussi être utilisé à cette fin.
Aux débuts d'Internet industriel, de nombreux fournisseurs offrent une intégration entre leurs passerelles et leur propre cloud privé. Les exemples incluent HMS Industrial Network avec Netbiter et son Argos Cloud, ainsi que Digi International et son Device Cloud. Ces produits et autres similaires sont inclus dans la catégorie IIoT.
Les dernières passerelles IIoT supportent des composants de plateforme IIoT plus avancée qui peuvent être exécutées à la périphérie. Ces passerelles simplifient l'interface entre la périphérie et le cloud et supportent davantage l'exécution d'applications de périphérie telles que l'analyse. Les exemples de ces agents de plateforme de périphérie incluent les machines Predix de GE dans leurs passerelles proxy sur site et les périphériques partenaires, ainsi que les plateformes IOx dégroupées de Cisco résidant dans leurs routeurs de série 8x9 et les produits partenaires.
Ce rapport présente le marché des passerelles du point de vue du réseau esclave et maître du service. Du fait de l'accent mis sur les applications d'Internet industriel, tous les réseaux primaires doivent être basés sur IP, excluant les maîtres série et autres non-IP, y inclus selon la classification de type de réseau :
Autres maîtres Ethernet (habituellement les réseaux d'automatisation série)
Esclave sans fil maître sans fil (peut aussi être de tout type sans fil, mais habituellement Bluetooth ou équivalent au Wi-Fi)
Cellulaire (tout type d'esclave vers un réseau cellulaire)
L'unité centrale de traitement (UCP) est un circuit électronique ou une "puce" dans une passerelle basée sur microprocesseur qui effectue les opérations arithmétiques, logiques, de contrôle et d'entrée/sortie (E/S) de base. Intel, ARM et Freescale sont les fournisseurs de puces les plus populaires pour les passerelles industrielles.
Le système d'exploitation (SO) gère les ressources matérielles et logicielles informatiques et fournit des services communs aux applications. Les systèmes d'exploitation constituent un important facteur différentiel dans le domaine des passerelles industrielles du fait de la tendance à pouvoir exécuter des applications résidentes de périphérie dans la passerelle. Linux est actuellement le système d'exploitation le plus populaire pour les fournisseurs de passerelles IIoT, mais Windows 10 devient une alternative, en particulier pour les clients utilisant Microsoft Azure Cloud.
Chaque périphérique sur Internet se voit assigner une adresse IP pour l'identification et la définition de sa position. La version 6 du protocole Internet (IPv6) fournit un espace d'adressage plus vaste pour identifier et localiser les ordinateurs en réseau et acheminer le trafic sur Internet.
Le protocole IPv6 à 128 bits est développé par l'Internet Engineering Task Force (IETF), et il semble que le nombre d'adresses disponibles sous son précédent, IPv4, sera épuisé bientôt. Ces deux protocoles ne sont pas interopérables, mais il existe des logiciels et des produits permettant la communication entre l'hôte et les interfaces qui supportent les protocoles respectifs.
Au moment de rédiger cet article, la plupart des réseaux industriels ne supportent pas IPv6. Cependant, de nombreuses nouvelles passerelles IIoT sont disponibles.
Les passerelles industrielles de calcul de périphérie constituent un outil puissant à l'ère de l'Internet des objets industriel (IIoT). Elles intègrent la collecte de données, le traitement en temps réel et la protection de sécurité en un ensemble robuste, agissant comme le cerveau intelligent des usines. En traitant les données à la source, elles atteignent des temps de réponse au niveau des millisecondes, garantissant l'efficacité du fonctionnement des processus de production. De plus, elles protégent les données d'entreprise contre les menaces grâce à des mécanismes de sécurité robustes. Elles réduisent les exigences de bande passante du réseau et optimisent l'utilisation des ressources, apportant des expériences intelligentes sans précédent aux industries traditionnelles. En essence, les passerelles industrielles de calcul de périphérie jouent un rôle central pour aider les industries traditionnelles à se lancer dans un voyage vers la numérisation et l'intelligence.
Un réseau cellulaire sans fil fonctionne via un émetteur-récepteur à emplacement fixe, appelé site cellulaire ou station de base. Un seul site cellulaire couvre une zone limitée, tandis qu'un réseau de sites cellulaires couvre une vaste zone. La plupart des gens savent que les réseaux cellulaires sont utilisés par leurs téléphones personnels, mais les réseaux cellulaires sont également largement utilisés pour la surveillance et la gestion à distance de divers appareils.
La plupart des passerelles cellulaires industrielles fonctionnent actuellement sur les technologies 3G ou 4G LTE. Le terme 4G désigne la quatrième génération de la technologie de transmission de données pour les réseaux cellulaires. L'acronyme LTE signifie Long Term Evolution et est l'acronyme du flux technique de données haute vitesse pour les téléphones et autres appareils mobiles. La nouvelle technologie LTE-M est conçue pour les communications Internet.
L'USR-M511 de PUSR est une passerelle Modbus qui interroge les périphériques Modbus RTU/ASCII et affiche les données sur une page Web interne. Elle prend également en charge la réponse aux interrogations provenant d'un maître Modbus TCP. L'USR-M511 fournit une méthode flexible pour contrôler et surveiller vos périphériques Modbus RTU/ASCII.
