EPA工业以太网技术!
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:341
1、epa简介 epa实时以太网，是一种全新的适用于工业现场设备的开放性实时以太网标准，epa将大量成熟的it技术应用于工业控制系统，利用高效、稳定、标准的以太网和udp/ip协议的确定性通信调度策略，为适用于现场设备的实时工作建立了一种全新的标准。这一项目得到了中国政府“863”高科技研究与发展计划的支持。 目前，由浙江大学、浙大中控`共同主持，联合中国科学院沈阳自动化所、清华大学、大连理工大学、重庆邮电学院、上海工业自动化仪表研究所、北京华控技术有限责任公司、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所等共同起草制定的《用于工业测量与控制系统的epa系统结构与通信规范》已经通过了tc124/sc4的技术审查，成为我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准。同时，该标准成功进入iec标准体系，被iec作为pas标准形式公开发布，也被正在制定的实时以太网国际标准iec61784-2收录，作为第14族实时以太网协议。这是迄今为止，中国工业自动化领域第一个被国际认可和接受的标准。 2、确定性通信 以太网由于采用csma/cd（载波侦听多路访问/冲突检测）介质访问控制机制，因此具有通信“不确定性”的特点，并成为其应用于工业数据通信网络的主要障碍。 虽然以太网交换技术、全双工通信技术以及ieee802.1p&q规定的优先级技术在一定程度上避免了碰撞，但也存在着一定的局限性： （1）以太网交换机的存储转发机制同样使通信延迟具有不确定性。通信延迟的不确定性主要来自于其排队延迟。无论采用哪种存储转发机制，当同时来自于多个端口的报文需要向同一个端口转发时，交换机就必须将这些报文进行排队缓冲，并依次转发。因此，交换机的缓冲池大小将直接影响了来自于某一端口的报文能否以及何时被成功转发。 （2）以太网交换机存在的“广播风爆”问题。工业数据通信网络中广泛采用广播方式发送的实时数据报文，同样会产生碰撞。 除了通信实时性要求外，工业数据通信网络的通信还具有以下特点： （1）周期与非周期信息同时存在，正常工作状态下，周期性信息（如过程测量与控制信息、监控信息等）较多，而非周期信息（如突发事件报警、程序上下载等）较少； （2）有限的时间响应，一般办公室自动化计算机局部网响应时间可在几秒范围内，而工业控制局域网的响应时间应在0.01-1秒； （3）信息流向具有明显的方向性，通信关系比较确定。正常工作情况下，变送器只需将测量信息传送到控制器，而控制器则将控制信息传送给执行机构，来自现场仪表的过程监控与突发时间信息则传向操作站，操作站一般只需将下载的程序或配置数据传送给现场仪表等； （4）根据组态方案，信息的传送遵循严格的时序； （5）传输的信息量少，信息长度比较小，通常仅为几位或几个、十几、几十个字节；网络吞吐量小； （6）网络负荷较为平稳。 epa系统中，根据通信关系，将控制现场划分为若干个控制区域，每个区域通过一个epa网桥互相分隔，将本区域内设备间的通信流量限制在本区域内；不同控制区域间的通信由epa网桥进行转发；在一个控制区域内，每个epa设备按事先组态的分时发送原则向网络上发送数据，由此避免了碰撞，保证了epa设备间通信的确定性和实时性。 3、“e”网到底 epa是应用于工业现场设备间通信的开放网络技术，采用分段化系统结构和确定性通信调度控制策略，解决了以太网通信的不确定性问题，使以太网、无线局域网、蓝牙等广泛应用于工业企业管理层、过程监控层网络的cots（commercial off-the-shelf）技术直接应用于变送器、执行机构、远程i/o、现场控制器等现场设备间的通信。 采用epa网络，可以实现工业企业综合自动化智能工厂系统中从底层的现场设备层到上层的控制层、管理层的通信网络平台基于以太网技术的统一，即所谓的“e（
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