[发明专利]一种工业设备通信方法以及5G网关

说明书

本发明提供一种免路由配置的工业设备通信方法，针对工业设备不支持路由网关配置的问题，对与工业设备相连的5G网关进行改进，将来自于PLC控制器的报文的源地址转换为该5G网关的接口地址或者与5G网关接口地址在同一网段的其他空闲IP地址，由此，工业设备不需要进行路由网关配置，也能实现与PLC控制器之间互通。此外，本发明还对与工业设备相连的5G网关进行进一步配置，将具体协议报文的端口与地址转换映射表项做适配，使得工业设备向协议固定端口回复报文时，根据端口就可找到对应的NAT会话表项并根据会话表项进行地址转换，然后根据转换后的目的地址将报文发送到PLC控制器，避免跨广域网数据传输出错。

技术领域

本发明涉及工业控制领域，具体来说涉及5G网络下的工业控制系统中设备网络数据通信领域，更具体地说，涉及一种工业设备通信方法及网关。

背景技术

本部分的陈述仅仅是为了提供与本申请的技术方案有关的背景信息，以帮助理解，其对于本申请的技术方案而言并不一定构成现有技术。

目前工业现场的控制方式大多为以太网或4G，其中，以太网需要大量的光纤铺设，会给企业带来巨大的成本投入；而4G网络传输速度较慢，无法实现实时性的大范围远程控制，并且4G网络不稳定，极易导致设备掉线，影响生产效率。

随着5G的快速发展，5G基础设施正在大面积铺设与普及，与此同时，5G的应用领域也将涉及到社会发展的方方面面。因此，5G技术的快速发展，使大范围远程实时控制工业设备成为了可能，例如，通过5G技术可以工业现场的大范围无线控制，工业设备可以通过5G实现实时连接，能够增强工业控制系统控制灵活性以及提高生产效率。然而，这其中也存在一些挑战，尤其是工业数据跨诸如互联网之类的广域网传输意味着所有的工业设备都必须配置网关，但是实际的工业网络中很多设备老旧，本身就不支持配置路由网关，导致5G应用困难；此外，通过5G实现工业控制的实时连接，需要解决实时通讯中不同协议数据的解析以完成广域网和工业以太网（ETHERNET）数据之间的互通，如果数据传输发生了错乱，则会导致整个工业生产先发生错误，给企业带来巨大的损失，这些挑战就导致在工业设备中间通过5G技术实现远程控制成为了难点。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种新的工业设备通信方法以及配套的5G网关。

根据本发明的第一方面，提供一种工业设备通信方法，其中所述工业设备经由与其关联的网关与远程的PLC控制器进行通信，所述方法包括：响应于收到从PLC控制器向工业设备发送的报文，由所述网关将该报文的源地址转换为该网关的局域网地址，保持该报文中源端口不变，将经转换后的报文转发给相应的工业设备，并为上述地址转换关系创建对应的映射表项并匹配协议对应的预定端口。此外，所述方法还包括：响应于收到来自工业设备的报文，所述网关检查是否存在与该报文的目的端口对应的映射表项，如果存在，所述网关根据与该报文的目的端口对应的映射表项转换该报文的目的地址信息后转发该报文；如果不存在，则丢弃该报文。

根据本发明的第二方面，提供一种工业设备通信方法，其中所述工业设备经由与其关联的网关与远程的PLC控制器进行通信，所述方法包括：响应于收到从PLC控制器向工业设备发送的报文，由所述网关基于该报文中的源地址与目的地址，创建二者的映射表项，以及将该报文的源地址转换为该网关的局域网地址，保持该报文中源端口不变，并将经转换后的报文转发给相应的工业设备。此外，所述方法还包括：响应于收到来自工业设备的报文，所述网关检查是否存在与该报文的源地址对应的映射表项，如果存在，所述网关根据与该报文的源地址对应的映射表项转换该报文的目的地址信息后转发该报文；如果不存在，则丢弃该报文。