工业网关是一种专为工业环境设计的复杂网络互连设备，其主要功能在于将一个网络的数据转发到另一个网络，并且可以进行路由、转换和过滤等处理。实现工业设备与互联网或其他网络系统之间的通信。它是工业物联网（IIoT）基础设施的关键组成部分，通过网关，用户可以访问外部网络，同时也可以与外部网络进行交流。
网关设备的作用是将信息从一种协议转换为另一种协议。这个功能使网关与其他工具（比如防火墙）有所区别。为得到更高级的安全性来保护网络的基础设施，还可以用网关充当网络的唯一进入点。
工业网关的起源
工业网关的发展可以追溯到20世纪80年代，这一时期伴随着工业自动化水平的显著提升，工业设备日益智能化，并开始在工厂和自动化设备过程中得到广泛应用。而由于不同厂商和设备使用了不同的通信协议，设备之间的互联变得困难。为突破这一技术上的难题，工业网关应运而生。
工业网关是一种设备，用于转换和连接不同的通信协议。由于工业现场存在多种通信协议（如Modbus,Profibus,OPCUA,MQTT等），工业网关能够将这些不同协议的数据转换为统一的标准协议，以便于数据上传至云平台或企业信息系统。它可以转换和传输来自不同厂商和设备的通信数据，使它们能够相互交流和合作。
随着物联网（IoT）技术的迅速发展，工业网关也在不断改进和变化。从最早的硬件设备到如今的软件应用，工业网关的功能和性能有了显著的提高。它已经成为工业自动化和智能制造中不可或缺的组成部分，为各行各业的生产和运营提供了重要的支持。
在这一阶段，工业网关不仅继续扮演着协议转换的角色，还被赋予了更多功能，如数据上传至云端进行高级分析和处理。促进了工业互联网的兴起。借助工业网关，设备和系统可以相互连接，实现数据共享和监控，从而提高生产效率和质量。
20世纪80年代，计算机网络转变为企业和普通大众的常用工具，企业就能够实时监控生产流程，基于数据分析优化生产效率和产品质量。同时工业网关的开放性和可扩展性得到增强，支持更多类型的设备接入工业物联网（IIoT），为实现更广泛的工业自动化和智能化应用奠定了基础。这要归功于TCP/IP协议的普及。TCP/IP协议简化并标准化了计算机间的通信，确保信息能够在上下层网络间顺畅流通，同时也推动了网络设备的发展，例如我们现在常见的调制解调器和路由器。
发展到如今，在每个家庭都可以接入互联网的地方，最受欢迎的网关类型开始普遍出现。这些设备通常被称为调制解调器或路由器，实际上就是将不同功能集成在一起的一个设备。换句话说，将调制解调器和路由器组合在一起的设备就是网关。
这个设备的调制解调器功能允许连接家庭网络和互联网服务提供商（ISP）的接口。调制解调器能接收模拟或数字信号，具体根据传输介质而定，然后将其转换为计算机能理解的数据，支持多种传输方式，确保数据在不同网络环境中的高效传输。路由器的功能是管理进出数据包，适当地重定向它们，或者在认为它们可疑时进行限制。
许多人都熟悉的一个例子，为什么要在个人电脑上设置默认网关。默认网关的作用是手动或自动配置网络IP地址。这个设置会指示电脑将所有信息发送到的位置。如果没有设置默认网关，我们将无法正常上网或与其他网络进行数据交互。
工业网关介绍
工业网关和其他网关设备类似，工业网关的主要功能是管理不同隔离网络和子网之间的流量。常见的应用场景是用于控制楼层设备与外界之间的信息传递。
工业网关能够进行协议转换，并支持不同接口之间的通信。协议转换的作用是将非基于以太网的组件接入工业网络，并与外界进行连接。这是云端解决方案和物联网所需的基础设施之一。具备一定的数据处理能力，可以在数据上传云端前进行初步处理或分析，减少带宽需求，加快响应速度。除了TCP/IP协议，现代工业网关还能够使用UDP、PROFINET、OPC-UA和Modbus等多种协议。
为了保证绝对安全可靠的外部传输，网关设备会将不同协议编码的信息进行打包，保护工业网络免受外部攻击。此外，它还能够将传入的数据包引导到子网中适当的目的地。工业网关还具备处理同一本地网络内设备之间数据的能力。
在日益兴起的物联网系统中，网络网关也开始发展新的应用。随着大量信息被共享到云平台，物联网网关在现场设备上扮演着额外的安全层。
物联网网关是什么？
物联网网关是物联网（IoT）系统中的核心组件，不仅具备常规网关功能，还能够收集和汇总数据并将其传输至云数据中心。它扮演着连接感知层（物联网设备、传感器、执行器等）与网络层（包括云平台和服务）的桥梁角色。物联网网关不仅仅是简单地引导信息流量，而是可以通过编程来确定哪些特定的控制系统信息应该被发送到外部，并以何种方式进行发送。
物联网网关可以通过两种方式获取信息：一是直接从现场设备收集信息，二是通过轮询中央控制器（如可编程逻辑控制器）获取信息。网关收集来自多个传感器或设备的大量数据，对其进行筛选、聚合和初步处理，比如数据清洗、格式化，有时还包括简单的数据分析或边缘计算，以减少传输到云端的数据量并加快响应速度。
PLC网关是什么？
为了实现连接可编程逻辑控制器（PLC）到另一个PLC的通信，与上级管理系统或工业物联网(IoT)平台而设计的工业物联网设备。我们可以使用一个网关来进行协议转换和接口连接。每个主要的PLC都有自己的专有协议，可以PLC网关能够将这些专有协议转换为通用的网络协议，使PLC数据能被更广泛地集成到IT系统和云平台中，通过Ethernet进行通信。
尽管很多新的系统在设计时都会选择标准的控制供应商，但有时不同的控制器需要在同一个系统中共存并进行相互通信，尤其是在现场安装中。在这种情况下，PLC网关就成为实现不同协议之间通信的关键设备。
网关设备共分为两种类型：双协议和多协议。双协议网关只能用于两个协议之间的通信，而多协议网关则可支持多种协议选项。PLC网关可以与SiemensPROFINET、Allen-BradleyEthernet/IP、OPC-UA和OmronEthernet/IP等多个协议进行通信。此外，非以太网协议，如AS接口（AS-I）、Profibus和Modbus也可通过网关实现互连。
在现有控制系统的改造时，一个重要的设备是网关。PLC网关在现代工业4.0和智慧工厂的架构中扮演着至关重要的角色，由于网关能够连接不同的协议和网络，因此它们能够帮助将旧系统与支持物联网的新设备连接在一起。它不仅简化了工业设备与IT系统的集成，还为实现远程管理、预测性维护和智能化生产提供了基础。