网关、网桥在未来自动化中的地位与作用

　　中国现场总线PROFIBUS技术资格中心

　　中国PROFIBUS产品测试实验室

　　鼎实创新科技有限责任公司

　　摘要：工业控制网络技术发展将促使自动化领域中出现一个以工业网络产品、网络集成、共有技术研发服务为主业的新的产业分支。工业控制网络中的网关、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、网桥及网络部件的技术、理论、及标准化研究工作还处在初始阶段，未来将大有可为。

　　一、前言

　　十几年前，计算机网络技术已经成为计算机行业的一个技术分支,而在自动化领域还没有形成工业控制网络技术。计算机网络给IT行业、以及人们生活带来了不曾预料的巨大变化；网络技术的迅猛发展促使IT行业中产生一个专门从事与网络产品研发制造、系统集成、技术服务的业务群体，计算机网络技术发展形成了一个新的产业。工业网络技术发展可以看作是数字通信技术由计算机行业向自动化行业的扩展；近年来现场总线技术的产生和发展也为自动化领域带来性变化。工业控制网络适应了FA/PA对工厂信息集成的技术要求，提供了技术平台；而半导体微电子技术发展也为现场设备智能化提供了技术经济。工业控制网络借鉴成熟的IT技术迅速发展，引发了人们多少奇思妙想、为我们开辟了更大的产品研发、系统集成、技术服务的业务空间。

　　二、工业控制网络技术发展将促使自动化领域中出现一个新的产业分支

　　1、工业控制网络在当前及未来自动化系统中将发挥重要作用

　　近年来的自动化技术发展、市场风云变幻，市场格局发生了很大变化。一些曾经名声显赫的公司如今在市场占有份额上已大不如前。一些在产品技术上止步不前的公司也步履维艰，难于。也有一些公司保持市场的高速增长，巩固并加强了自己的地位。回顾这段自动化行业的发展历程，有一条明显的线索，那就是：凡是在十几年前就重视、投入发展现场总线技术和产品的企业如今都保持巩固了市场地位并得到了发展；凡是没有跟上这次发展、失去这次机会的企业，如今都不可逆转地江河日下，到自动化行业排名二流的团队。这也说明了另一个问题：在当今及未来自动化技术中，工业控制网络将发挥重要作用。

　　为什么会这样呢？其理由已被许多专家在在各种场合中反复讲过：现场总线技术得以发展基于以下一些原因：

　　⑴ 工厂信息化对设备层及控制层的网络需求

　　要实现工厂信息集成，通信网络是技术基础；现场总线是工厂设备层及控制层（车间级）网络技术，因此，现场总线技术是工厂信息集成的技术基础。工厂信息化是提升、传统制造业的必经途径。我国若成为制造业大国，工厂信息化是重要一环。由于近来工厂信息化需求，设备级网络及车间级设备联网的市场需求增长很快，因此而促进了现场总线技术，及近年来兴起的工业以太网技术、及相关产品的高速发展。

　　⑵ 基于现场总线技术的自动化系统确实给用户带来了利益

　　经过十几年的推广应用，现场总线技术确实给用户带来利益。比较突出的几点是：

　　① 节省电缆及工程安装的费用：在欧美，工程安装费用很高，用户越来越在意项目的人工费用。另外，大量电缆敷设、安装、接线造成的工程质量风险、工期风险也是越来越得到用户的注意。在这方面，现场总线技术应用比采用传统I/O硬接线技术具有无法比拟的优越性。

　　② 远程参数化功能为工程调试、开通节省的大量时间。

　　③ 更完善的系统故障诊断功能，与互联网技术结合真正实现了远程故障。

　　④ 丰富的信息集成，为各层次生产管理、设备（资产）管理提供了可能。

　　（3）计算机、半导体技术发展使智能现场设备成本降低应用普及

　　现场总线技术发展的前提是现场设备智能化。而现场设备智能化要求半导体行业能够提供低成本、高功能、集成度高的处理器芯片和传感器芯片。因此现场总线技术的发展与半导体集成电技术的发展息息相关。近年来迅猛发展的半导体技术为工业智能现场设备降低成本、应用普及提供了良好条件。

　　2、从技术角度看，工业控制网络技术逐渐发展成为自动化技术中的一个分支

　　从技术角度看，工业控制网络技术可能逐渐发展成为自动化技术中的一个分支。这是因为：

　　⑴ 工业控制网络技术虽然借鉴了计算机网络技术，但是在满足自动化领域特殊技术要求而发展起来的；同时又应用其他领域技术如半导体技术等。工业控制网络技术有别于计算机网络技术。

　　⑵ 工业控制网络技术与原自动化领域各项技术相比较有其特殊的专业性。以前在自动化领域中没有网络技术，工业控制网络技术将逐渐发展成为自动化领域中一个新的技术分支。

　　3、由于市场驱动，必然会分离出一批专门从事工业控制网络技术、产品、系统集成的企业，形成新的产业分支

　　根据技术、市场、及专业分工的发展原则，自动化产业中将分离出一批专门从事工业控制网络产品研发制造、系统设计与集成、共有基础技术研究的企业，并涌现出一大批工业控制网络技术与产品的开发、制造、市场及技术支持人才。这些企业将从事业务包括：

　　⑴ 共有基础技术研发及相关产品，包括：技术标准、产品测试、集成及安装技术、产品开发工具、网络诊断工具、协议芯片、软件工具……。

　　⑵ 产品研发制造，包括： 网关、网桥、中继器、集线器、交换机、光端机、接插件、电缆……。

　　⑶ 工业控制网络系统设计与集成：单元设备连网及系统、车间级系统……。

　　结论：自动化领域将会产生出一批专门从事工业控制网络技术研发、产品、系统集成的企业，自动化领域中将出现一个新的产业分支。

　　三、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。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与IT行业确实不同。在IT行业，经过多年的市场筛选，最终Ethernet+TCP/IP成为事实上的近似唯一的标准。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，将会产生唯一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，在类似统计中恐怕根本就见不到。

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　　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、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、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最优化的系统。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；

　　4、网关、网桥在自动化系统中完成协议转换功能的工程实例

　　⑴ 典型的MCC、PCC系统

　　图2是典型的工厂配电中MCC（Motor Control Center）、PCC（Power Control Center）系统。目前，国产MCC、PCC一般价格在1000~3000元之间，每台设备至少50个字节的通信数据。目前价格在2000元以上的MCC、PCC通常具有PROFIBUS-DP接口，而价格1000元左右的MCC、PCC通常采用低成本的MODBUS/485协议。

　　在一个实际工厂配电项目中，MCC加上PCC一般有200台以上，大工程可以到1000台。采用PROFIBUS网络连接，波特率通常使用187.5K。理论上一条PROFIBUS总线上最多有125个站点，每段最多有32个站点。超过32站点需要中继器来分隔网段。可以计算，对一个500~600台设备的项目，至少需要5条PROFIBUS网络，也就是5个PROFIBUS主站。PROFIBUS网络向上通常需要连接到工厂主控系统网络，如DCS系统的Ethernet-TCP/IP；因此需要PROFIBUS网关功能是：向下有一个或多个（如5个）PROFIBUS主站接口，向上是Ethernet-TCP/IP接口；网关最好是的（嵌入式）系统，比如WinCE或Win2000等，用户可以自主开发应用层协议，比如MODBUS/TCP等。

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　　如果MCC、PCC采用MODBUS/485协议，系统组成成本相对要低；同样需要网关：向上是Ethernet-TCP/IP接口；向下有一个或多个MODBUS/485主站接口。MODBUS连接都采用RS-485，波特率通常使用19.2K。理论上一条MODBUS总线上最多有255个站点，每段最多有32个站点。超过32站点需要中继器来分隔网段。

　　⑵ A市地铁一号线旅客信息和显示系统

　　A市地铁一号线，在每个地铁站都有若干PIIS（旅客信息和显示系统）、和DTI（停站时分器）；PIIS用来显示到达本站的下一列车的到达时间、及目的地站名；DTI显示以秒为单位向车站中的司机显示出站时间。

　　PIIS和DTI均为带有RS-485的通信接口，通信协议是项目定义。PIIS和DTI所显示数据均来自PROFIBUS主站（RTU DP Master），因此PIIS和DTI都需要使用PROFIBUS/RS485总线网关连接到PROFIBUS-DP网络上。本项目每个车站有4 块PIIS和2 块DTI，共用6块PB-B-RS485总线桥；16个车站总计使用96块PB-B-RS485总线桥。这可以算是一次较大规模、应用于关键工程中的现场总线网关的应用实例。目前项目以通车近2年，设备、系统运行状态良好。见图3。

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　　⑶ B市地铁五号线

　　B市地铁五号线的与设备系统包括16个地下车站的站级子系统、7个地面车站站级子系统、C停车场的站级子系统、D车辆段的站级子系统。该系统对B市地铁五号线23个车站及停车场、车辆段的暖通空调系统、给排水、低压配电与动力照明系统、电梯系统、安全门系统、车站事故照明电源等车站设备进行全面、有效地进行自动化及管理；及时、准确的将数据上传给综合系统，同时接收综合系统所下达的模式控制、单点控制等控制指令；确保设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，从而提供一个舒适的乘车。并能在火灾或阻塞等灾害状态下，更好地协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，乘客的安全和设备的正常运行。

　　地下站的系统结构如下图4（地上站的系统结构类似）：系统的车站级网络结构为冗余双环网， A、B两端的冗余PLC与RI/O之间的总线为冗余双总线，系统与现场的第三方通讯设备之间的联接是利用双总线通过Y-LINK下挂的单总线进行联接的。

　　系统所连接的通讯设备有：ISCS、冷水机组(350KW以上)、冷水机组(350KW以下)、消防应急电源EPS、风机ATV变频器、多联分体空调、斜拉桥景观照明、冷却塔变频器、火灾自动报警系统（FAS）、轮椅升降台、无机房电梯、自动人行道、6M以下自动扶梯、6M以上自动扶梯、UPS、振动检测模块。

　　系统与现场设备第三方通讯接口形式有： RS485-ASCII、LONWORKS、MODBUS-RTU、Profibus-DP。所有第三方现场设备都要连接到PROFIBUS-DP上，因此需要使用PROFIBUS/MODBUS、PROFIBUS/ LONWORKS及PROFIBUS到自定义协议的通信网关来实现连接。

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　　⑷ PROFINET/CBA

　　PROFINET是PROFIBUS国际组织提出的工业以太网技术标准。PROFINET强调对原投资的，也就是要能够与现有的现场总线系统（PROFIBUS、INTERBUS）互连，实现数据的透明传输。PROFINET/CBA是针对车间级网络提出的解决方案。CBA将生产单元设备看成工艺技术模块，将其封装成PROFINET组件，定义输入/输出数据，实现组件之间的集成。CBA不在意工艺技术模块内部的实现技术方案，内部采用什么现场总线，一律通过“代理服务器”将各种现场总线系统连接到PROFINET上。“代理服务器”至少有协议转换网关功能，并有控制器等其它功能。

　　PROFINET/CBA图见书

　　四、网关、网桥及网络部件的技术、理论、及标准化工作将大有可为

　　网关、网桥及网络部件在未来自动化领域中将起到重要作用。许多企业看准这样一个商机，开始有关网关、网桥及网络部件的技术研究、产品开发制造方面的工作。越来越多的用户接受现场总线网关、网桥这类产品；系统集成商也开始熟练掌握这些产品的应用技术。尽管如此，工业控制网络的发展历程不长，有关工业控制网络的网关、网桥及网络部件的技术研究、产品开发制造仍然处在初始阶段。实际应用与市场需求发展很快，因此加快有关工业控制网络的网关、网桥及网络部件的技术、理论、及标准化的工作很有必要。本文意在“抛砖引玉”，呼吁与有志者合作，共同从事这方面的研究、开发工作。

　　1．有关技术理论

　　首先应该是技术概念的界定。工业控制网络技术借鉴计算机网络技术、理论，但没有必要拘泥于此。

　　⑴ 计算机网络中有关网关、网桥的技术概念

　　计算机网络技术理论中有关网关、网桥的技术概念随网络技术的发展而变化很大；本人查阅有关资料，现摘要如下：

　　“网关曾经是很容易理解的概念。在早期的因特网中，术语网关即指由器。由器是网络中超越本地网络的标记， 这个未知的“大门”曾经、现在仍然用于计算由并把分组数据转发到源始网络之外的部分，因此， 它被认为是通向因特网的大门。随着时间的推移，由器不再神奇，公共的基于IP的广域网的出现和成熟促进了由器的成长。 现在由功能也能由主机和交换集线器来行使，网关不再是神秘的概念。现在，由器变成了多功能的网络设备， 它能将局域网分割成若干网段、互连私有广域网中相关的局域网以及将各广域网互连而形成了因特网， 这样由器就失去了原有的网关概念。然而术语网关仍然沿用了下来，它不断地应用到多种不同的功能中， 定义网关已经不再是件容易的事。目前，主要有三种网关： 协议网关、应用网关、安全网关。唯一保留的通用意义是作为两个不同的域或系统间中介的网关，要克服的差异本质决定了需要的网关类型。”“转换过程可以发生在OSI参考模型的第2层、第3层或2、3层之间。但是有两种协议网关不提供转换的功能。”

　　目前计算机网络中称“网关”很多，下面框图6表明了了一些“网关”概念的联系：（图见书）

　　“网桥工作在数据链层，将两个局域网（LAN）连起来，根据MAC地址（物理地址）来转发帧，可以看作一个“低层的由器”（由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。它可以有效地联接两个LAN，使本地通信在本网段内，并转发相应的信号至另一网段，网桥通常用于联接数量不多的、同一类型的网段。网桥通常有透明网桥和源由选择网桥两大类。”

　　⑵ 现场总线技术中有关网关、网桥的技术概念

　　现场总线技术中有关网关、网桥的技术概念主要含义是指两个不同的域或系统间的中介，多数指异型网中的协议转换设备。

　　网关：泛指两种（以上）不同现场总线协议的转换设备，通常包括（物理层、链层）应用层、甚至用户层。

　　如：PROFIBUS-DP / MODBUS网关、PROFIBUS-DP / MODBUS/TCP网关、PROFIBUS-DP /PROFINET网关。这三种网关的协议转换包括了物理层、链层、和应用层，见图7。（图见书）

　　再比如：

　　将东芝变频器VF-A7连接到PROFIBUS-DP的网关：

　　东芝变频器VF-A7具有RS-485接口和企业自定义协议。网关一边应按照VF-A7协议读/写数据到VF-A7变频器，读/写数据内容与格式应满足PROFIBUS有关变频器行规。网关另一边应符合PROFIBUS-DP及有关变频器行规。见图8。（图见书）

　　网桥：泛指两种不同现场总线协议的转换设备，通常只包括物理层、链层。

　　如：PROFIBUS-DP / CAN网桥，见图9。（图见书）

　　⑵ 工业控制网络中大量使用的物理层设备

　　由于工业，网络拓扑、传输距离、传输速率、站点个数、终端匹配等需要，现场总线实际应用中需要大量的各种物理设备。这些设备通常没有报文的接收转能，主要起到延长传输距离、增加站点数、改变网络拓结构等作用。

　　如：

　　工作在相同物理层设备：中继、分支、集线器......

　　工作不同物理层协议转换设备：DP/PA耦合器、RS-232/485光端设备、......

　　现场总线系统中常用的各种不同类型的接插件，如D9、M16、RJ45等也应属于物理层设备，但这些已超出本文要阐述的范围。

　　2、有关产品技术

　　⑴ 网关

　　按照ISO/OSI模型，现场总线通常只有物理层、链层、应用层；为解决产品互换性，额外增加定义了第八层：用户层，用来详细描述各种设备的属性，称为设备行规。见图10。（图见书）

　　工业控制网络中使用的网关，作为不同通信协议转换设备，通常包括 1、2、7、（8）层。包含用户层协议转换的网关对用户使用来说是最方便的，不妨称为专用网关（或称为产品网关、或透明网关）。为区别起见，只包括 1、2、7协议转换网关可称为协议网关。

　　①专用（产品）网关

　　指：包含了用户层协议转换的网关。使用这种网关，用户不必了解两方任何一方的通信协议，只需了解产品信息格式（产品行规）。如下图11：连接东芝变频器的PROFIBUS专用（产品）网关PB-B-VFA7。（图见书）

　　用户在PROFIBUS配置中，在设备目录中找到的是“东芝变频器的PROFIBUS网关PB-B-VFA7”，配置到PROFIBUS上后，在PROFIBUS I/O数据区中见到的是一个PROFIBUS（行规）变频器，它详细了每个I/O字（节）的含义；这样，现实中的东芝变频器VF-A7在PROFIBUS主站S7-300中成为一个PROFIBUS变频器（从站）；用户无须了解东芝变频器VF-A7的RS-485通信协议，只要对PROFIBUS I/O读/写即可实现对东芝变频器VF-A7的。这就是产品（专用）网关实现的数据透明读写，是用户最方便使用的网关。

　　②协议网关

　　将一种通信协议转换成另一种通信协议，也可以看作是两个不同协议网段的数据区映射。网络协议转换包括 1、2、7层。

　　比如：PROFIBUS-DP/MODBUS协议网关，用户可以通过这种将Altivar变频器连接到PROFIBUS总线上；与专用（产品）网关的区别是：用户需要了解MODBUS协议、及Altivar变频器的MODBUS数据区地址。因此，用户需要依据Altivar变频器《产品通信手册》，配置MODBUS通信命令，实现PROFIBUS数据与MODBUS数据的交换。用户在STEP 7主站配置中看到的是网关，配置的是MODBUS命令，而不是变频器产品。见下图12：（图见书）

　　⑵ 网桥

　　网桥：不同协议网络协议转换设备，通常包括 1、2层。

　　① 常用的网桥产品

　　PB-B-CAN：PROFIBUS到CAN的网桥产品；

　　PB-B-RS232/485：PROFIBUS到RS232-485的网桥产品；

　　PB-B-Ethernet-TCP/IP: PROFIBUS到以太网的网桥产品；

　　② 网桥产品应用中的难点

　　现场总线网桥在实际使用中有一个难点，这是在产品设计时必须注意的：将一个（有1、2、7层）协议的设备连接到另一种（有1、2、7层）协议的网络上，用户如何实现应用层数据？

　　最好还是举例说明。以“PB-B-RS232/485：PROFIBUS到RS232-485的网桥”为例，需要将一个企业自定义通信协议的RS-232/485设备连接到PROFIBUS上。企业自定义通信协议如下：

　　●RS-232/485 半双工（波特率、启始位、数据位、校验位、停止位......）

　　●主/从应答方式

　　●数据报文格式（二进制）：

　　发送：

　　地址码 功能码 数据区首地址 数据长度 CRC校验

　　应答：

　　地址码 功能码 数据区首地址 数据长度 数据段 CRC校验

　　例如：PB-B-RS232/485网桥的RS-232/485接口发送如下报文：

　　地址码 功能码 数据区首地址 数据长度 CRC校验

　　01H 01H 0010H 000AH CRC

　　报文功能是要读取RS-232/485设备数据区0010H开始的10个字节；

　　RS-232/485设备应答如下：

　　地址码 功能码 数据区首地址 数据长度 数据段 CRC校验

　　01H 01H 0010H 000AH 数据1 数据2 。。。。。。 数据10 CRC校验

　　问题：PB-B-RS232/485网桥在RS-232一侧只是一个物理层接口，报文数据来自何处？

　　目前有2类解决问题方法：

　　方法1：在主站（控制器）中编程实现应用层数据

　　（A）在总线桥配置中，如上图13：（图见书）

　　PROFIBUS输出区：

　　QB0：RS-232/485数据报文发送长度

　　QB0

　　本例为：7

　　QB1：RS-232/485发送/接收控制字：

　　D7: set_tr D6: set_re D5—D2 D2：relen D1:auto_ D0：start_tr

　　强置接收完毕/发送允许 强置等待接收 不用 按长度接收 发送方式 启动发送

　　QB256~QB319：配置了64字节的RS-232/485报文数据区。

　　QB256 QB257 QB258~QB259 QB260 QB261~QB262 QB263 。。。。。。 QB319

　　地址码 功能码 数据区首地址 数据长度 CRC校验 不用 不用 不用

　　01H 01H 0010H 000AH CRC

　　（B）首先PROFIBUS主站通过PROFIBUS将QB256~QB319送到PB-B-RS232/485网桥，网桥根据控制字QB1采用自动发送/或触发发送，按QB0的发送长度，将RS-232/485报文数据QB256~QB262发送至设备。见图14。（图见书）

　　（C）现场设备回答

　　IB0：网桥接收到现场设备回答报文长度；

　　IB1：通信状态字；

　　D7：oe_er D6--D3 D2：re_ing D1：tr_ing D0：reok_tren

　　奇偶校验错 不用 正在接收 正在发送 接收完毕/发送允许

　　IB256~IB319：配置了64字节的RS-232/485接收报文数据区。

　　IB256 IB257 IB258~IB259 IB260 IB261 。。。。。。 IB270 IB271~IB272 IB273 。。。。。。 IB319

　　地址码 功能码 数据区首地址 数据长度 数据1 。。。。。。 数据10 CRC校验

　　01H 01H 0010H 000AH 。。。。。。 CRC

　　接收过程见图15：现场设备、总线桥、PROFIBUS主站之间的报文传送 （图见书）

　　方法2：配置下载方法

　　网桥的厂家提供一个网桥报文的配置软件，用来配置网桥的发送/接收报文，然后下载到网桥。见下图16。（图见书）

　　3．有关标准化工作

　　⑴ 工业控制网络设备技术标准很有必要，可促进技术、产品的发展与提高，有利于用户使用和推广。

　　⑵ 有关标准应该包括

　　① 技术概念

　　② 用户介面（接口）

　　③ 技术指标：同步性、一致性、数据更新速率等等。