Преобразователь протоколов — это устройство, используемое для преобразования стандартного или фирменного протокола одного устройства в протокол, подходящий для другого устройства или инструментов, для достижения желаемой совместимости. Протоколы — это программное обеспечение, устанавливаемое на маршрутизаторах, которое преобразует форматы данных, скорость передачи данных и протоколы одной сети в протоколы сети, в которой перемещаются данные. Существуют различные протоколы, используемые в различных областях, таких как производство электроэнергии, передача и распределение, нефть и газ, автоматизация, коммунальные услуги и приложения удаленного мониторинга . Основные сообщения преобразования протоколов включают преобразование сообщений данных, событий, команд и синхронизации времени.
Общая архитектура преобразователя протоколов включает внутренний главный протокол, взаимодействующий с внешними подчиненными устройствами, и собранные данные используются для обновления внутренней базы данных преобразователя. Когда внешний главный запрашивает данные, внутренний подчиненный собирает данные из базы данных и отправляет их внешнему главному устройству. Будут разные схемы обработки спонтанных отчетов о событиях и командах. Могут быть разные физические среды для связи по протоколам X и Y, которые включают RS-232 , RS-485 , Ethernet и т. д.
Применение преобразователя протоколов различается от отрасли к отрасли. Преобразователь протоколов может быть программным преобразователем, аппаратным преобразователем или интегрированным преобразователем в зависимости от протоколов.
Основные протоколы, используемые в каждой области применения, перечислены в Списке протоколов автоматизации .
Преобразователи протоколов обычно используются для преобразования данных и команд из одного устройства или приложения в другое. Это обязательно включает в себя преобразование данных, команд, их представление, кодирование и кадрирование для достижения преобразования.
Существуют простые и сложные типы преобразований в зависимости от приложения и домена, в котором это используется. Самое простое и наиболее часто используемое преобразование — это преобразование протокола между Modbus RTU и Modbus TCP. При этом преобразовании нет никаких изменений в общем кадрировании. Следовательно, легко взять кадр последовательного Modbus RTU и инкапсулировать его в сокет TCP / UDP и отправить его по Ethernet. Поскольку оба кадрирования протокола одинаковы, за исключением фактической передачи на физическом уровне, оба уровня приложений будут интерпретировать данные одинаково, пока интерфейсы связи сделаны прозрачными.
Однако существуют очень сложные преобразования, например: где форматируются данные, поддерживаемые типы данных, объектные модели и т. д. Они настолько различны, что механизму преобразования необходимо вносить изменения не только в кадрирование, но и в информацию о сопоставлении для каждого типа данных, команды и, в некоторых случаях, объектных моделей. Также могут потребоваться пользовательские конфигурации для определения сопоставления поддерживаемых и неподдерживаемых типов данных
Однако эти преобразования влекут за собой преимущества преобразования, задержку связи, задержку обработки и общее время сквозной обработки, которое является конечным и должно учитываться при проектировании всех решений.
Задержка сквозной связи зависит от задержки обработки используемого оборудования и/или программного обеспечения, сложности протокола и преобразования, а также архитектуры решения. Эти задержки могут варьироваться для типичных промышленных и энергетических приложений автоматизации от 10-20 миллисекунд до 1 секунды. Архитектуры решений, использующие преобразователи протоколов, должны учитывать эту задержку и то, как она повлияет на проект, для которого рассматриваются преобразователи.
Кроме того, большинство таких архитектур будут включать конфигурацию и отображение, которые требуют значительных инженерных усилий и времени на проектирование. Это необходимо учитывать при определении графиков проекта.