2022工業(yè)網(wǎng)關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 第1部分：通用技術(shù)要求

PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII2022工業(yè)網(wǎng)關(guān)第1部分：通用技術(shù)要求目 次前言 II1范圍 12規(guī)性用件 13術(shù)與義 14縮語 25概述 26功要求 37性要求 48安要求 59接要求 6參考獻(xiàn) 7 PAGEPAGE1工業(yè)網(wǎng)關(guān)第1部分通用技術(shù)要求范圍下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。ISO/IEC/IEEE8802-3:2021求.第3(Telecommunicationsandexchangebetweeninformationtechnologysystems—Requirementsforlocalandmetropolitanareanetworks—Part3:StandardforEthernet)下列術(shù)語與定義適用于本文件。3.1南向接口southboundinterface（。[來源：GB/T30269.901-2016，3.3，有修改]3.2北向接口northboundinterface（。[來源：GB/T30269.901-2016，3.2，有修改]3.3點(diǎn)容量nodecapacity工業(yè)網(wǎng)關(guān)一個(gè)采集周期內(nèi)能夠容納的最大有效采集點(diǎn)/計(jì)算點(diǎn)的總數(shù)目，代表工業(yè)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集性能。3.4丟包率packetlossrate在穩(wěn)定的數(shù)據(jù)發(fā)包速率下，網(wǎng)關(guān)丟失的數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送的應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的比率。3.5誤包率packeterrorrate在穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸速率下，網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)腻e(cuò)誤數(shù)據(jù)包數(shù)量占所傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)包的比率。3.6可靠性reliability衡量一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)段內(nèi)完成預(yù)定功能的尺度，是一個(gè)基于故障數(shù)據(jù)和運(yùn)行時(shí)限的概率值。3.7可用性availability在任意給定時(shí)刻系統(tǒng)或設(shè)備完成其所要求功能能力的特性，是一個(gè)概率值。3.8可維修性maintainability一個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備在給定的使用條件下，當(dāng)檢測(cè)到故障后，能恢復(fù)到完全工作狀態(tài)的能力；同時(shí)也是指正常工作時(shí)，能加以維護(hù)的能力。3.9平均無故障工作時(shí)間meantimebetweenfailures可修復(fù)產(chǎn)品在相鄰兩次故障之間工作時(shí)間的數(shù)學(xué)期望值。3.10平均修復(fù)時(shí)間meantimetorepair設(shè)備出現(xiàn)故障后到修復(fù)正常工作時(shí)平均所需要的時(shí)間。下列縮略語適用于本文件。CA：計(jì)算能力（CalculateAbility）DCS（DistributedControlSystem）MES（ManufacturingExecutionSystem）ERP：企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)（EnterpriseResourcePlanning）MTBF：平均無故障工作時(shí)間（MeanTimeBetweenFailures）MTTR：平均修復(fù)時(shí)間（MeanTimeToRepair）PLC：可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)NC：點(diǎn)容量（NodeCapacity）概述MESERPPLC工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、MES、ERP…工業(yè)以太網(wǎng)機(jī)器人網(wǎng)關(guān)DCS機(jī)器人網(wǎng)關(guān)DCS網(wǎng)關(guān)數(shù)控網(wǎng)關(guān)PLC/傳感器網(wǎng)關(guān)安全設(shè)備工業(yè)以太網(wǎng)/工業(yè)總線…………工業(yè)機(jī)器人……工業(yè)機(jī)器人DCS控制系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床PLC設(shè)備/傳感器1按照采集對(duì)象不同，工業(yè)網(wǎng)關(guān)可分為PLC/DCSMESERP工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持多種接口、多種采集協(xié)議與工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備互聯(lián)，傳送設(shè)備命令、獲取設(shè)備狀態(tài)和設(shè)備數(shù)據(jù)。工業(yè)網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集應(yīng)按照建立通道、連接設(shè)備的自然思維方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)是真實(shí)現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的模型映射，使數(shù)據(jù)采集更容易理解和接收。工業(yè)網(wǎng)關(guān)按照采集協(xié)議獲取到工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)后，應(yīng)能夠把各種不同格式標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)解析后進(jìn)行統(tǒng)一封裝，確保將不同感知網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)變成統(tǒng)一格式的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。工業(yè)網(wǎng)關(guān)宜支持邊緣計(jì)算功能，能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)根據(jù)規(guī)則策略進(jìn)行數(shù)據(jù)的過濾、轉(zhuǎn)換、篩選、計(jì)算及異常處理，去除冗余無用的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)經(jīng)過篩選過的有價(jià)值的數(shù)據(jù)，響應(yīng)智能控制決策。工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)底層工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備和上層業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間的通信連接，并能可靠地傳輸數(shù)據(jù)。TobusTCP，OPCUA以及OpenAPI對(duì)于可接受遠(yuǎn)程控制的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備，工業(yè)網(wǎng)關(guān)宜具備接收并解析上層業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)送的控制命令，并能夠?qū)⒖刂泼钕掳l(fā)到相應(yīng)的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的功能。工業(yè)網(wǎng)關(guān)宜具備在網(wǎng)絡(luò)故障、設(shè)備故障或告警、數(shù)據(jù)超限等異常情況下的報(bào)警功能或預(yù)警功能，同時(shí)宜具備報(bào)警追溯功能。工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)具備在網(wǎng)絡(luò)離線時(shí)緩存數(shù)據(jù)的功能，同時(shí)應(yīng)能夠設(shè)置緩存占用存儲(chǔ)空間百分比或條數(shù)，當(dāng)緩存容量超過設(shè)置時(shí)按規(guī)則進(jìn)行處理，并在恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)后能夠?qū)⒕彺鏀?shù)據(jù)上傳到上層業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。（工業(yè)網(wǎng)關(guān)宜支持日志管理功能，包括網(wǎng)關(guān)登錄、管理配置、外部攻擊、報(bào)警信息、采集通道運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)發(fā)通道運(yùn)行狀態(tài)、邊緣計(jì)算運(yùn)行狀態(tài)等。工業(yè)網(wǎng)關(guān)宜具備對(duì)已配置的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)覽的功能，以及對(duì)配置的采集、計(jì)算、轉(zhuǎn)發(fā)等運(yùn)行情況及主要資源使用和占用情況進(jìn)行查看的功能。（MTBF）500000h，99.95%（MTTR）6h。工業(yè)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集速率、采集轉(zhuǎn)發(fā)周期、并發(fā)接入、數(shù)據(jù)融合、協(xié)議數(shù)量、緩存容量、點(diǎn)容量等指標(biāo)應(yīng)能滿足實(shí)際應(yīng)用場景需要，保證數(shù)據(jù)能穩(wěn)定的采集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)，支撐上層業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中，工業(yè)網(wǎng)關(guān)的點(diǎn)容量分級(jí)見表1，一般應(yīng)滿足C2級(jí)別。1數(shù)據(jù)采集性能等級(jí)點(diǎn)容量NCC10<NC≤100C2100<NC≤1000C31000<NC≤5000C45000<NC≤10000C5NC＞10000工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)能保證實(shí)際應(yīng)用場景下確保數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)丟包率和誤包率滿足允許誤差范圍的要求，并具備一定的通訊容錯(cuò)能力，保證工業(yè)網(wǎng)關(guān)長時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性。邊緣計(jì)算是用網(wǎng)絡(luò)邊緣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，減少時(shí)延，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和高效的數(shù)據(jù)處理，以達(dá)到對(duì)云計(jì)算的有力補(bǔ)充。邊緣計(jì)算提供了在設(shè)備端進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、分析和智能控制的功能。工業(yè)網(wǎng)關(guān)邊緣計(jì)算性能分級(jí)如表2所示。工業(yè)網(wǎng)關(guān)邊緣計(jì)算性能宜達(dá)到E1級(jí)別。2邊緣計(jì)算性能分級(jí)計(jì)算能力(CA)E1CA=單點(diǎn)數(shù)據(jù)處理E2CA=多點(diǎn)高級(jí)運(yùn)算E3CA=模型實(shí)時(shí)控制注：絕對(duì)值，量程轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)過濾，數(shù)據(jù)死區(qū)變化等。LuaJavaScriptPython集的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型實(shí)時(shí)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果輸出到控制設(shè)備。工業(yè)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)接口性能指標(biāo)至少應(yīng)符合ISO/IEC/IEEE8802-3:2021的規(guī)定。工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)滿足防火、防靜電、防水、防潮、防塵、防震動(dòng)、抗干擾等工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境要求，例如滿足工作溫度-20℃-60℃，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP20，相對(duì)濕度90%等。MAC工業(yè)網(wǎng)關(guān)宜支持對(duì)數(shù)據(jù)的加解密功能，包括傳輸過程中的加解密和存儲(chǔ)時(shí)的加解密等。工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)對(duì)用戶訪問進(jìn)行控制，能控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的本地或遠(yuǎn)程訪問，對(duì)于支持遠(yuǎn)程配置的工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)提供相應(yīng)安全措施，例如控制訪問權(quán)限、增加現(xiàn)場確認(rèn)、增設(shè)物理開關(guān)等手段。工業(yè)網(wǎng)關(guān)的用戶應(yīng)有唯一標(biāo)識(shí)，至少支持通過用戶名和密碼進(jìn)行身份鑒別。采用用戶名和密碼認(rèn)證的密碼長度應(yīng)不少于8個(gè)ASCII字符，并且由數(shù)字、字符和特殊符號(hào)組成。