1.EPA简介
当前，随着计算机、通信、网络等信息技术的发展，信息交换的领域已经覆盖了企业乃至世界各地的市场，而随着自动化控制技术的进一步发展，需要建立包含从工业现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化网络平台，建立以工业网络技术为基础的企业信息化系统。当前，在企业的不同网络层次间传送的数据信息已变得越来越复杂，对工业网络的开放性、互联性和带宽等方面提出了更高的要求。EPA（Ethernet for Plant Automation，工厂自动化以太网）即是建立在此基础上的工业现场设备开放网络平台，通过该平台，不仅可以使工业现场设备（例如现场控制器、变送器和执行机构等）实现基于以太网的通信，而且可以使工业现场设备层网络不游离于主流通信技术之外，并与主流通信技术同步发展，同时，用以太网现场设备层到控制层、管理层等所有层次网络的“E网到底”，实现工业/企业综合自动化系统各层次的信息无缝集成，推动工业企业的技术改造和提升、加快信息化改造进程。
EPA是Ethernet、TCP/IP等商用计算机通信领域的主流技术直接应用于工业控制现场设备间的通信，并在此基础上，建立的应用于工业现场设备间通信的开放网络通信平台。EPA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，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。
2.EPA的发展过程
2001年10月，由浙江大学牵头，以浙大中控为主，清华大学、大连理工大学、中科院沈阳自动化所、重庆邮电学院和TC124等单位联合承担国家“863”计划CIMS主题重点课题“基于高速以太网技术的现场总线控制设备”，开始制定EPA标准。
2005年12月，EPA被正式列入现场总线国际标准IEC 61158（第四版）中的第十四类型，并列为与IEC 61158相配套的实时以太网应用行规国际标准IEC 61784-2中的第十四应用行规簇（Common Profile Family 14，CPF14）。
3.EPA的技术特点
（1）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IEEE 802.1P＆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。
（2）“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（Ethernet）’网到底”。(www.chuimin.cn)
（3）互操作性
《EPA标准》除了解决实时通信问题外，还为用户层应用程序定义了应用层服务与协议规范，包括系统管理服务、域上载/下载服务、变量访问服务和事件管理服务等。至于ISO/ OSI通信模型中的会话层、表示层等中间层次，为降低设备的通信处理负荷，可以省略，而在应用层直接定义与TCP/IP协议的接口。
为支持来自不同厂商的EPA设备之间的互可操作，《EPA标准》采用可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML）为EPA设备描述语言，规定了设备资源、功能块及其参数接口的描述方法。用户可采用Microsoft提供的通用文档对象模型（DOM）技术对EPA设备描述文件进行解释，而无须专用的设备描述文件编译和解释工具。
（4）开放性
《EPA标准》完全兼容IEEE 802.3、IEEE 802.1P＆Q、IEEE 802.1D、IEEE 802.11、IEEE 802.15以及UDP（TCP）/IP等协议，采用UDP协议传输EPA协议报文，可以减少协议处理时间，提高报文传输的实时性。
（5）分层的安全策略
对于采用以太网等技术所带来的网络安全问题，《EPA标准》规定了企业信息管理层、过程监控层和现场设备层三个层次，采用分层化的网络安全管理措施。
（6）冗余
EPA支持网络冗余、链路冗余和设备冗余，并规定了相应的故障检测和故障恢复措施，例如设备冗余信息的发布、冗余状态的管理和备份的自动切换等。
有关现场总线及其应用技术的文章
表10-3 EPA对ISO/OSI模型的映射EPA系统组成EPA系统结构的主要组成如图10-11所示。2）EPA应用实体。3）EPA通信调度管理实体。图10-12 EPA网络拓扑机构2.EPA数据链路层EPA采用GB/T 15629.3—1995、IEEE Std 802.11系列、IEEE Std 802.15.1：2002协议规定的数据链路层协议。EPA应用层的体系结构关系按照OSI分层原理，EPA应用层的功能已经有所描述。图10-15 基于XDDL文件实现现场设备集成原理......
2023-11-22
DeviceNet是一种简单的网络解决方案，在提供多供货商同类部件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。DeviceNet是一个开放式网络标准，其规范和协议都是开放的，用户将设备连接到系统时，无须购买硬件、软件或许可权。DeviceNet作为一个低端网络系统，实现传感器和执行器等工业设备与控制器高端设备之间的连接，如图9-1所示。DeviceNet有两个主要用途：1）传送与低端设备关联的面向控制的信息。......
2023-11-22
2005年基于以太网的SERCOSⅢ面世，并于2007年成为国际标准IEC 61158/61784。迄今为止，SERCOS已发展了三代，SERCOS接口协议成为当今唯一专门用于开放式运动控制的国际标准，得到了国际大多数数控设备供应商的认可。目前已有200多万个SERCOS站点在工业实际中使用，超过50个控制器和30个驱动器制造厂推出了基于SERCOS的产品。SERCOS接口规范使控制器和驱动器间数据交换的格式及从站数量等可以进行组态配置。......
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2023-11-22
PROFIBUS是一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产商的现场总线标准。2）PROFIBUS-PA：对于安全性要求较高的场合，制定了PROFIBUS-PA协议，这由DIN19245的第四部分描述。由许多短信息组成的长信息包不符合短信息的要求，因此，PROFIBUS不提供这一功能。PROFIBUS广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他自动化领域，PROFIBUS的典型应用如图6-1所示。......
2023-11-22
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2023-11-22
功能块的算法由块的类型和控制参数确定。在一个功能块内参数的名字是唯一的。为了支持静态参数值跟踪，相关联的块将增加静态修订参数ST REV的值，而且每次静态参数值被修改后都被当作发生一次更新事件。由于这些参数的属性经常改变，所以它们通常不被组态设备所跟踪，即不改变ST REV的值。一个功能块的输入参数连接到其他某功能块的输出参数，并获得数据进行运算。......
2023-11-22
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2023-11-20
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