EPA通信调度测试方法与实现技术
EPA互可操作测试技术研究与测试系统开发
互 惠 镥 徐 葫 岂每 互 宏
（ 中国科 学院沈 阳 自动 化研 究所 ， 阳 １０ １ ） 沈 １０６
摘
要 ：在 基于现 场总线 的分布式 控制 系统 中 ， 场设备 内在 具有互 操作 需求 。以我 国 自主开发 的 Ｅ Ａ现 场总 线标 准设计 和开 发 的 现 Ｐ
范而开发 的 Ｅ Ａ现场 设备 。Ｅ Ａ互 操作 测试 系统 的 Ｐ Ｐ
结构 如图 １ 所示 。
为很难保证每个厂家所生产 的设备对协议的理解是一 致 的， 以在将不 同厂 家的设 备引入 到 同一个 网络 系 所 统之前 ， 必须对不 同厂 家的 网络 设备 进行大量 的互 操 作测试 ， 以保证整个控 制系统 内 网络 设备 的互 操作 能
互操作 测试 系统 为例 ， 细 地介绍 了互 操作 测试 系统 的构成 、 详 软件设 计和 用 于测 试 的测试 案 例 。该测 试 系统 对 Ｅ Ａ 的推广 应用 具有 Ｐ
重要 的推动 作用 。 关键词 ：现 场总线 互 可操 作测试 分 布式 Βιβλιοθήκη 中图分类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ２
文献标 识码 ：Ａ
维普资讯
Ｅ Ａ互可操作测试技术研 究与测试 系统 开发 Ｐ
王忠锋 ， 等
Ｅ Ａ互可操作测试技术研究与测试系统开发 Ｐ
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏｎ ｔ ｅ Ｔ ｓ ｅ ｈ ｏｌｇ ｆＥＰ Ｉｔ ｏ ｅａ ｉｔ ｎ ｖ ｏｐ ｅｎ ｓ ａｃ ｈ ｅ ｔＴ ｃ ｎ ｏ ｙ ｏ Ａ ｎｅｒ ｐ ｒｂｌｙ ａ ｄ Ｄｅ ｅｌ ｍ ｉ ｔ
０ 引言
基于现场总线的控制系统是典型的分布式 控制系 统， 处于生产过程现场 的现场设 备之 间通过控 制 网络
EPA时间同步测试方法与实现技术
１６ ２０ ，３ １ ） ４ ０ ７ ４ （６
Ｃ ｍ ｕ ｒＥ ｇｎ ｅｉｇ ａ ｄ Ａ ｐ ｉ ｔ ｎ ｏ ｐ ￣ ｎ ｉ ｒ ｎ ｐ ｌ ａｉ ｓ计 算机 工 程 与 应用 ｅ ｎ ｃ ｏ
Ｅ Ａ 时间同步测试 方法与实现技术 Ｐ
称 “ Ｐ 标 准 ” ， 此 基 础 上 形 成 的 ６ Ｃ ３ ７Ｎ ＥＡ ）在 ５ ／ ５ ／ Ｐ以 ９ ． ５８ ％的 得
Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｐｉａｉｎ ，０ ７， ３ １ ） １ ６ １ ８ ｇｎ ｅ ｉｇ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｓ ２ ０ ４ （ ６ ： ４ － ４ ． ｃ ｏ
Ａ ｓ ａ ｔ ｃｒｉ ｏｔｅｓｎ ｈｏｏ ｓｐｉｃ ｌ ｏ ｉ￣ｅＮ ｔｏｋ ＴｍｅＰｏ ｃｌＳ Ｔ ）ａ ｄＩ Ｅ １ ８ ｒｃｓ ｎＴｍｅＰｏ ｃｌ ｂｔ ｃ：Ａｃｏｄｎ ｔ ｈ ｙ ｃｒｎ ｕ ｒ ｉ ｅ ｆＳｎ ｅ ｒ ｉ ｒｔ ｏ（Ｎ Ｐ ｎ Ｅ Ｅ ５ ８ Ｐｅｉ ｏ ｉ ｒｔ ｏ， ｒ ｇ ｎｐ ｗ ｏ ｉ ｏ
提 出 了测 试 Ｅ Ａ 时 间 同步 的 方 法 和 系统 结构 ； Ａ 时 间 同步 的 测 试 平 台。 通 过 实 际应 Ｐ 设 Ｐ 开 Ｐ
用 ， 明这 种 测 试 方 法 能 够 准确 地 测 试 被 测 设 备 的 时 间 同 步 精度 是 否符 合 Ｅ Ａ 标 准 。 证 Ｐ 关键词：Ｐ Ｅ Ａ协 议 ； 间 同 步 测试 ； 时 简单 网络 时 间协 议 （Ｎ Ｐ ； Ｅ １ ８ Ｓ Ｔ ）Ｉ Ｅ ５ ８ Ｅ 文 章 编 号 ：０ ２ ８ ３ （０ ７ １— １６ ０ 文 献 标 识 码 ： 中 图分 类 号 ：Ｐ ９ １０ — ３ １２ ０ ）６ ０ ４ — ３ Ａ Ｔ ３３
ｔｅ ｔ ｓ ｈ ｅｔ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｏ Ａ ｐ ｏｏ ｏ ｉ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａ ｉｎ ｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ Ｔ ｅ ｔ ｓ ｔ ｏ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ｆ ＥＰ ｒ ｔｃ ｌ ｔｍｅ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｉ ｏ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ． ｈ ｅ ｔ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｓ ｙ ｔ ｍ ｔ ｃｕ ｅ ｏ ｔ ｏ ｎ ｅ ｔ ｓｅ ｓｒ ｔ ｒ ｆ ｓ ｕ Ｅ Ａ ｉ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｎ ａ ｅ ｐ ｔ ｏ ｗａ ｄＡｌｏ ｈ ｔ ｓ ｆｏ ｏ Ｐ ｔｍｅ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｎ ｓ ｅ ｉｎ ｄ Ｔ ｅ ｔ ｓ ｌｔ ｒ Ｐ ｔ ｍｅ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａｉ ｒ ｕ ｆｒ ｒ ． ｓ ｔ ｅ ｅ ｔ ｌ ｗ ｆ Ｅ Ａ ｉ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａｉ ｉ ｏ ｏ ｄ ｓ ｅ ．ｈ ｅ ｔ ａｆ ｍ ｏ Ａ ｇ ｐ ｏ ｆ ＥＰ ｔ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｎ ｉ ｅ ｅｏ ｅ ． ｅ ｐ ａ ｔ ａ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｅ ｔ ｓ ｓｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ｓ ｔ ｅ ｖ ｌ ｉ ｆ ｔｉ ｅ ｔ ｍｅｈ ｄ ｉ ｍｅ ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａｉ ｓ ｄ ｖ ｌｐ ｄＴｈ ｒ ｃｉ ｌａ ｐ ｉ ｔ ｆ ｔｓ ｙ ｔ ｍ ｎ ｉａ ｅ ｈ ａ ｉ ｔ ｏ ｈ ｓ ｔｓ ｔ ｏ ． ｏ ｃ ｃ ｏ ｄｙ
工业以太网EPA实时性测试方法研究
段 …。同一微 网段 的设备 在 实现精 确 时钟 同步 的前
提下 ， 采用确定性通 信调度 方法进 行实时通信 ，Ｐ Ｅ Ａ通
每一个节点都预先分 配一个 固定 的时 问片 发送数 据 ，
因此可 以获得 一个 可 预测 的时 间行 为 。 ， Ｔ Ｍ 但 Ｄ Ａ
信调度如 图 １ 所示 。
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： Ｉｄｕ ｔ ａ ｈ ｒ ｅ Ｒｅ ｌｔ ｅ ｏ ａ ｃ Ｎｅｗｏ ｋ ｔｓ ｎ ｓｒ ｌＥｔｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｉ ｍｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｆ ｍ ｔ ｒ ｅ ｔ
０ 引言
以太 网以其开放性 、 廉价性 、 稳健性 和高效性等 特 点， 引起 了工 业 控 制 领 域研 究 人 员 的兴 趣 。但其 在 Ｍ Ｃ层的 Ｃ ＭＡ Ｃ Ａ Ｓ ／ Ｄ介质访 问控制方法 和坚持二 进制 指数退后 （ Ｅ ） Ｂ Ｂ 算法处理报文 冲突所带来 的通信延迟
综合指标 ， 网络 系统设 计提 供依据 。Ｅ Ａ实 时性 能 为 Ｐ 指标是在给定 网络拓 扑 、 网络节点数 、 交换 机级联级数 情况下 ， 测试 网络 时钟 同步精度 、 递交 时间 、 网络吞 吐
量、 非实时通 信带宽 和冗余恢 复时问 ， 这些 指标相互关 联和影响 ， 但它 可以综合地 反映 网络通 信能力 和 信息
不确定性 ， 成为工业控制领域应用 的主要 障碍 。 为 了改造 以太 网的实 时性 ， 国内外学 者提 出 了多
层上附加一个具有 优先级 的确 定性 调度 子层 ， 保证 了 实时信息和非实 时信息的传 输。 ＿ 控 网络 实时性 测试是 对网络控制系统信息传输 ［
能力 的一种综合评 判 ， 通过 给 出的 网络 信息 传输能 力
的缺点是不能反映每个节点 的实 际带宽需求 。具有 信 息优先 级 的 ＰＣ ＭＡ方 法 ．Ｓ 把 时 间 分 为 ｎ个 时 间
EPA区技术规范及检验要求表
11
料盒、板子托架 表面电阻达标 、SMD 周转架 推车/移动货架/ 周转车接地 表面电阻达标 对地电阻达标
用高阻表测量 用高阻表测量 用高阻表测量
5%抽样验收 接收时验收 安装验收
12
13
防静电座椅 防静电衣服/帽 子
对地电阻达标
用高阻表测量
5%抽样验收
防静电椅检测记录 表 防静电衣帽检测记 录表 防静电手套指套检 测记录表
规范及检验要求表
方法 内部ISO审核 ESD审核部份 外校 讲课/考试 目视 标准 ESD S20.202014；ESD防护管 理程序 按校准计划 考试合格 接线良好 Y Y Y Y Y Y Y Y 工作台台垫及静电 接地检测记录表 总接地检测记录表 委外 定期检查 频次 1天 1月 3月 6月 1年 Y Y Y 文件 记录 备注 QP-FM-004 静电防护管 理程序；QI-FM-019 静 内审记录及报告 电防护管理规则 校准报告 1.培训年度计划 2.ESD培训教材 培训记录/试卷
委外 委外
用接地电阻测 接地阻抗<4Ω 量仪测量 目视 目视 目视 接线良好 接线良好 接线良好 用万用表量测 接地阻抗<1Ω 用万用表量测 接地阻抗<1Ω
接地线检测记录表 设备接地检测表
用高阻表测 点对地电阻<10E9 量，5%抽样检 Ω 测 目视 接线良好 Y Y
用烙铁综合测 点对地电阻<10Ω 量仪测量 用高阻表测量 用高阻表测 量，5%抽样检 测 用高阻表测 量，5%抽样检 测 点对地电阻<10E9 Ω 点对点电阻<10E9 Ω 点对点电阻<10E9 Ω
按标准及培训教材，考试 新入职或转 合格 ESD岗位 接地阻抗<4Ω 安装验收
EPA测试方法的检索
EPA测试方法的检索EPA（环境保护局）是美国的主要环境保护机构，负责制定和推动环境保护的相关政策和规定。
为了保证环境的质量和可持续性，EPA开发了许多测试方法，用于评估和监测环境中的污染物和污染源。
下面是一些可以帮助您检索EPA测试方法的方法和资源。
2.EPA指南和手册：EPA还发布了大量的指南、手册和技术文件，介绍了各种测试方法，以及如何使用和实施这些方法。
这些指南和手册通常包含了测试方法的具体步骤、仪器和设备的要求、样品采集和处理的指导等信息。
您可以在EPA的官方网站上相关指南和手册，或者浏览EPA的出版物目录以获取相关资源。
3. EPA在线数据库：EPA还提供了一些在线数据库，可以帮助您查找和访问EPA测试方法和相关资料。
其中最著名的是Test Methods for Evaluating Solid Waste - Physical/Chemical Methods (SW-846)。
这本手册收集了用于评估固体废物的物理化学方法的详细信息。
您可以在EPA的官方网站或其他相关资源中找到SW-846手册的最新版本和相关补充材料。
除了上述方法和资源外，还有一些其他途径可以检索EPA测试方法。
您可以参考相关领域的学术期刊和文献，了解最新的环境测试方法和技术。
此外，许多大学和研究机构也在开展与环境测试相关的研究，并且发布相关的文献和方法。
通过参与相关的学术研究项目或参加学术会议，您可以了解到更多的测试方法和新兴的环境监测技术。
需要注意的是，EPA测试方法的选择和使用应根据具体的需求和应用来进行。
不同国家和地区在环境监测和评估方面有不同的要求和标准，因此您还需要根据当地的法规和政策进行相关调查和分析。
在实施测试方法之前，还应了解所需方法的准确性、可靠性和适用性，并确保操作人员具备必要的技术能力和实施经验。
EPA通信协议在嵌入式Linux上的设计与实现
中 分 号：Ｐ１ 田 类 Ｔ３ １
Ｅ Ａ 通信 协 议在 嵌 入 式 Ｌ ｎ ｘ上 的设 计 与 实现 Ｐ ｉｕ
王 晓燕 ，王 平
（ 重庆 邮电学 院重 庆市网络控制技术与智能仪器仪表 重点实验室 ，重庆 ４０６） ００５ 摘 要： 针对嵌入式系 统的资源受限问题 ， 提出 了 Ｅ Ａ通信 协议在 内存管理和资源 同步 等方面的一种设计方案 。 用静态 内存池 的方式来 Ｐ 采
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｆ Ａ ｍ ｍ ｕ ｉ ａ ｉ ｎ Ｐｒ ｔ ｃ ｌ ｓｇ ｎ ｍ ｌ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ＥＰ Ｃｏ ｎ ｃ ｔｏ ｏ ｏ ｏ
ｏ Ｅｍ ｂｅ ｎ ｄｄｅ ｎｕｘ ｄ Ｌｉ
Ｗ ＡＮＧ ａ ｙ ｎ Ｗ ＡＮＧ ｎｇ Ｘｉ ｏ ａ ， Ｐｉ
避免 内存碎 片问题 ，使用阻塞， 唤醒机制来 同步 多线 程 ，使用互斥锁来互斥访 问临界 资源 ，从而提高 Ｅ Ａ 通信协 议的实 时性和稳 定性 ；给 Ｐ 出了 Ｅ Ａ通信协议主要模块在嵌 入式 Ｌｎｘ Ｐ ｉｕ 下的实现过程及 Ｅ Ａ协议的一致性测试 结果。 Ｐ 关健词 ：ＥＡ通信模 型；嵌入式应用软件 ；内存池 Ｐ
Ｓ圜 简 圈 协 管 网 髑罔 Ｎ Ｍ 议 理 络 单 Ｐ Ｓ 协 时 系 同 Ｎ 议 步 钟 统 Ｔ Ｐ
应用层
＇ 、
网络层
Ｉ（ Ｐ ＡＲＰ ＲＡＲ ， Ｐ、 Ｉ ＣＭＰ、 Ｉ Ｐ ＧＭ ）
３传 甚 ｜ 确
、 、 Ｊ
数据链路层
Ｉ （ ／Ｅ ８ ０ — ＡＣ Ｓ ）Ｉ Ｃ ８ ２ ３Ｍ
会 ＩＣ 发 布 为 Ｉ ＣＰ ２ ０ Ｉ、作 为 第 ｌ 型 Ｅ Ｅ ／ＡＳ６ ４ ９ｊ Ｊ ４类
人工神经网络思想优化EPA动态通信调度
中 图分类 号 ：Ｔ ２ ３＋ ５ Ｐ ７ ．
优化
通信调 度
文献标 志 码 ：Ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｏ ｓｒ ｃ ： ｈｅｃ ｍｍｕ ｉａｉｎｄ ｓ ａｃ ｉｇ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｐ ｒｏｍａ ｃ ｆＩｔｒ ａｉｎ ｌＳａ ｄａｄ ＥＰ ｆｒｉｄ ｓｒａ ｈ ｒｅ ｓｒｓ ａｃ ｅ ｎｃ ｔｏ ｉｐ ｔｈ ｎ ｔ ｏ ｎ ｅｆｒ ｎ ｅｏ ｎｅｎ ｔ ａ ｔｎ ｒ Ａ ｏ ｎ ｕ ｔ ｌ ｏ ｉ Ｅｔ ｅ ｔｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ，ａ ｄ ｔｅ ｎ ｎ ｈ ｔｋ ｎ ｒｄ ｅ／ｃ ｎ ｕ ｒｒａ—ｉ ｏ ｏ ｅ ／ｐ ｏ ｕｃ ｒ ｏ ｓ ｍｅ ｅ ｌｔ ｍｅ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｎｃ ｔｏ ｍｏ ｅ ｆＥＰＡ ｐ ｌ ａｉｎ ｌｙ ｒ ｉ ａ ａｙ ｅ ． Ｉ ｓ ｒｐ ｓ ｄ ｈ ｔ ｈ ｓ ｄ ｌｏ ａ ｐｉ ｔ ａ ｅ ｓ ｎ ｌｚ ｄ ｃ ｏ ｔｉ ｐｏ ｏ ｅ ｔａ ｔｉ ｍｏ ｅ ｇ ｏ ｅ ｔ ｄ ｌｉｎ ｒｓ ｈｅ ｉｔｒｃｉｎ ｂｅｗｅ ｎ ｐ ｒ ｄ ｃ ｌａ ｄ ａ － ｅ ｏ ｉａ ａｉｂｅ ，ａ ｄ ｔ ｅｐ ｒｍｅｅ ｃ ｅ ｓｐ ｏｉ ｅ ａ ｅｎ ｔａｌｃ ｔｄｃ ｎ ｉｅａｅｙ ａ ｄ ｆｅ ｉｌ． Ｂｙ ｎｅ ａ ｔｏ ｔ ｅ ｅ ｏ ｉａ ｎ ｎ ｐ ｒ ｄｃ ｌｖ ｒａ ｌｓ ｎ ｈ ａａ ｔｒａ ｃ ｓ ｒ ｒｔ ｓｈ ｖ ｏ ｌｏ ａｅ ｏ ｓｄ ｒｔｌ ｎ ｌｘｂｙ ｉ ｉ ｉ ｉ ａ ｏ ｔｎ ｈ ｏ ｃ ｐ ｆａ ｔ ｃａ ｅ ｒ ｅｗｏｋ，ｔ Ａ ｅ ｌｔｍｅ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｄ ｐ ｉｇｔ ｅｃ ｎ ｅ ｔｏ ｒｉ ｉｌｎ ｕ ａ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｌ ｈｅ ＥＰ ｒａ—ｉ ｙ ａ ｃ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｄｉｐ ｔｈｉｇ ｉ ｐｉ ｚｄ，ａ ｄ ｔｅ ｎ ｗ ｎ ｅｌｇ ｎ ｎ ｃ ｔ ｓ ａｃ ｎ ｓｏ ｔ ｏ ｍｉｅ ｎ ｅ ｉｔｌｉｅ ｔ ｈ ｒａ—ｉ ｏ ｅ ｌｔ ｍｅ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ａ ｐｉａｉｎ ｍｏ ｅ ｉ ｉｅ ． Ｔｈ ｉ ｌｔ ｎ ｅｕ ｔ ｆ ＥＰ ｎ ｃ ｔ ｐ ｌｃ ｔ ｄ ｌ ｓ ｖ ｎ ｏ ｏ ｇ ｅ ｓｍｕａｉ ｒｓ ｌ ｏ ｏ Ａ ａ ｐ ｉａｉｎ ｉ ｐｏ ｅ ｓ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｉｄｃ ｔｓ ｈ ｔｔｉ ｐ ｌｃ ｔｏ ｎ ｒｃ ｓ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓｅ ｎ ｉａｅ ｔａ ｈｓ ｉｔｌｇ ｎ ｏ ｎｅｌ ｅ ｔｃ ｍｍｕｎｃ ｔｏ ｉｐａｃ ｉｇ ｍｏ ｅ ｒ ｓｂ ｔｅ ｎ ｅ ｔｒ ｓｏ ｖｏ ｒｔ． ｉ ｉａｉｎ ｄ ｓ ｔｈ ｎ ｄ ｌｗｏｋ ｅｔｒａ ｄ ｆａｕ ｅ ｂ ｉｕｓｍｅｉ ｓ Ｋｅ ｗｏ ｄｓ Ｉ ｄ ｔｉｌＥｔｅｎ ｔ ＥＰ ｙ ｒ ： ｎ ｕｓｒａ ｈ ｒ ｅ Ａ Ａｒｉｃａ ｅ ｒｌｎｅｗｏｋ Ｏｐｉ ｚｔｏ Ｃｏ ｔｆ ｉ ｎ ｕ ａ ｔ ｒ ｉ ｌ ｔ ｍｉａｉｎ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｄｓ ａｃ ｉｇ ｎｃ ｔｏ ｉｐ ｔｈｎ
epa试验测试方法及计算方法
epa试验测试方法及计算方法English Answer:EPA Test Methods for Emissions.The Environmental Protection Agency (EPA) has developed a series of test methods to measure emissions from various sources, including stationary sources such as power plants and industrial facilities, and mobile sources such as vehicles and aircraft. These test methods are used to determine the levels of pollutants emitted into the atmosphere and to assess the effectiveness of pollution control technologies.Some of the most common EPA test methods include:Method 1: Sample and velocity traverses for stationary sources. This method describes the procedures for measuring the velocity and volumetric flow rate of gas streams in ducts, stacks, and chimneys.Method 2: Determination of stack gas velocity and volumetric flow rate (Type S pitot tube). This method is used to measure the velocity and volumetric flow rate of gas streams in stacks and ducts using a Type S pitot tube.Method 3: Gas analysis for the determination of dry molecular weight. This method is used to determine the dry molecular weight of a gas stream by measuring its density and composition.Method 4: Determination of moisture content in stack gases. This method is used to determine the moisture content of a gas stream by measuring the dew point or absolute humidity of the gas.Method 5: Determination of particulate matter emissions from stationary sources. This method is used to measure the concentration of particulate matter emissions from stationary sources by collecting the particles on a filter paper and measuring their mass.Method 10: Determination of carbon monoxide emissions from stationary sources. This method is used to measure the concentration of carbon monoxide emissions from stationary sources by using a continuous analyzer or a grab sample collection and analysis.Method 18: Measurement of gaseous organic compound emissions by gas chromatography. This method is used to measure the concentration of gaseous organic compound emissions from stationary sources by collecting a sample in a sorbent tube and analyzing it using gas chromatography.Calculation Methods.The EPA provides calculation methods for each test method to determine the concentration of pollutants emitted. The calculation methods typically involve using the measured data from the test method to calculate the mass or volume of the pollutant emitted per unit of time.For example, the calculation method for Method 5involves using the following equation to calculate theparticulate matter emission rate:ER = (C_s Q_sd) / (S t)。
EPA系统周期数据通信时延分析
EPA系统周期数据通信时延分析摘要：为了找到提高EPA工业以太网通信实时性的方法，对EPA周期数据的通信时延特性进行了研究。
根据报文进队时机的不同，建立了3种周期报文进队的模式，分别对各模式的调度特征和通信延迟进行了分析，建立了周期报文通信时延理论模型。
关键词：EPA 工业以太网周期报文通信时延中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）11-0046-011 引言为了达到控制与监控的要求，EPA（Ethernet for Plant Automation）系统中的信息在网络上传输时，应有确定的时延，即信息传输必须具有实时性[1，2]。
尤其是周期报文，由于其承载的数据都是为周期任务服务的，因此对于通信实时性要求较高。
本文从理论角度对EPA周期数据的通信时延特性进行了研究。
由文献可知，EPA系统的通信时延包括产生时延、排队时延、发送时延和接收时延4个部分。
其中最关键的是排队时延d，即报文发送前在队列中等待发送的时间。
由于EPA 系统的周期报文必须在预定的时间片内发送，所以排队时延由等待时间片到达的待片时延Fp和等待其他报文发送的待发时延Dp组成，即d=Dp+Fp。
2 模式1模式1指的是周期报文在周期数据发送时间片到达之前进队，如图1所示。
图中Tr是报文的进队时间；Ts是报文的发送开始时刻；T1、T2、T3是宏周期的开始时间；Te为周期数据发送开始时间（MOD（Tei，T）=Ai，Ai指的是设备i的周期数据发送时间偏离量）；Td为非周期数据发送声明报文（N报文）开始发送的时间。
如果设备本宏周期共发送n个周期报文，且有m个周期报文先其进队，则该模式具有如下特征：由以上分析可知，模式1和模式2报文是在进队宏周期发送，而模式3则延迟到下一宏周期。
因此通信调度参数和报文的进队时间是决定其通信时延的两个关键因素。
如果一个周期报文在设备开始发送N报文之前进队，它就可以在本宏周期发送；否则如果它在N报文开始发送之后进队，那么它就延迟到下一宏周期发送从而导致通信时延增加。
EPA互操作测试软件的研究与实现
。
ｍ ｔ ｒ ｐｅ ａ ｌｉｙ－ｔ ｓｉ ｅ ｏ ｒ Ｄ ｌｔ ｔ ｔｎｇ ｅ ｍ
，
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…
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EPA协议一致性测试方法研究
１ 一致 性测试 的原理
协议一致性测试 实质上 是利 用一组测 试序 列 ， 在
一
委员 会 ＩＣ发 布为 ＩＣ Ｐ Ｓ６ ４ ９ 作 为第十 四类 型 Ｅ Ｅ ／ Ａ ２ ０ 、
列入实 时以太 网国 际标 准 Ｉ Ｃ １４ Ｅ ６７ ８—２ 作 为第 十 四 、 类型将 列 入现 场 总线 国际标 准 Ｉ Ｃ １５ （ 订 版 ） Ｅ ６ １８ 修 。
互 平 易 日 互 浩 吏 宋 丕 磊 汪 春 华 月华
（ 重庆 邮 电学院 网络控制技 术 与智 能仪 器仪表 重 点实验 室 ， 重庆 ４０６ ） ００ ５
摘 要 ：研 究 了 Ｅ Ａ协议 一致性 测试 原理 、 Ｐ 静态 测试与 动态 测试方 法及 其实 现技 术 ； 参照 Ｔ＇Ｎ的结 构框 架 定义 了一种 捕述 Ｅ Ａ抽 Ｉ Ｃ Ｐ 象测试 集 的类形式 化语 言 ， 出 了 Ｅ Ａ协议 实现 一致性说 明和协议 实施 附加信 息 的生成方 法 ； 发 了一 种 Ｅ Ａ协 议一致 性 测试 的方 提 Ｐ 研 Ｐ
ａｅ ａｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ Ｔｈ ｔ ｄ ｏ Ａ ｒｔｃ ｌｃ ｎｏ ａ ｃ ｅ ｔｉ ｅ ｅｏ ｅ ． Ｔ ｅ ｔｓ ｒｃ ｓ ｆｔｅ ＥＰ ｐ ｏｏ ｏ ｏ ｏ ａ ｃ ｅｔｓ ｓｅ ｒ ｌｏｒ ｓａ ｃ ｅ ｅ ｍｅｈｏ ｆＥＰ ｐ ｏｏ ｏ ｏ ｒ ｎ ｅｔｓ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｈ ｅ ｔｐｏ ｅ ｓｏ ｈ Ａ ｒ ｔｃ ｌｃ ｎ ｒ ｎ ｅ ｔｓ ｙ ｔｍ ｆ ｍ ｆ ｍ ｉ ｒ ｓｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ｎｅ ａ ｌ ｆｔｅ ｉ ｌｍｅ ｔｔｏ ｆ ａｉｂｌ ＲＩ ｅ ｖｃ ｅｔ ｈ ｅｐ ａ ｔｃ ｌａ ｌ ａｉｎｏ Ａ ｏ ｏ ａ ｅｔｓ ｙ ｔｍ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ｔｒ ｕ ｈ ａ ｘ ｍｐｅｏ ｈ ｍｐｅ ｎ ａｉｎ ｏ ｒａ ｅＷ ｖ ＴＥ ｓ ｒｉｅｔｓ．Ｔ ｒｃｉａ ｐｐｉ ｔｏ ｆＥＰ ｃ ｎ ｒ ｎｃ ｅｔｓ ｓｅ ｃ ｆ ｍ
EPA标准
EPA标准EPA是Ethernet for Plant Automation的缩写，它是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。
计算机方面其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。
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。
在国家标准化管理委员、全国工业过程测量与控制标准化技术委员会的支持下，由浙江大学、浙江中控技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、重庆邮电学院、清华大学、大连理工大学、上海工业自动化仪表研究所、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京华控技术有限责任公司等单位联合成立的标准起草工作组，经过3年多的技术攻关，而提出的基于工业以太网的实时通信控制系统解决方案。
EPA实时以太网技术的攻关，以国家“863”计划CIMS主题系列课题“基于高速以太网技术的现场总线控制设备”、“现场级无线以太网协议研究及设备开发”、“基于'蓝牙'技术的工业现场设备、监控网络其及关键技术研究”，以及“基于EPA的分布式网络控制系统研究和开发”、“基于EPA的产品开发仿真系统”等滚动课题为依托，先后解决了以太网用于工业现场设备间通信的确定性和实时性、网络供电、互可操作、网络安全、可靠性与抗干扰等关键性技术难题，开发了基于EPA的分布式网络控制系统，首先在化工、制药等生产装置上获得成功应用。
在此基础上，标准起草工作组起草了我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准《用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范》。
同时，该标准被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），标志着中国第一个拥有自主知识产权的现场总线国际标准―――EPA得到国际电工委员会的正式承认，并全面进入现场总线国际标准化体系。
02_EPA技术
EPA通信协议模型
变量访问服务（发送如实时数据、用户参数） 事件管理服务（发送如报警信息） 域上载/下载服务 实现 设备声明、 设备识别、 设备定位、 地址分配、 时间同步、 即插即用、 EPA链接 对象管理 等功能
EPA功能块 应用进程 E P A 管 理 信 息 库 SNMP 简单 网络 管理 协议 SNTP 系统 时钟 同步 协议 DHCP 地址 分配 协议 EPA非实时应用进程 TFTP 协议 HTTP 协议 FTP 协议 其它 协议
EPA设备
EPA监控设备
EPA监控设备是监控级L2网段上的EPA设备，具有EPA通信 接口，不要求具有控制功能块或功能块应用进程。 EPA监控设备一般指EPA控制系统中的组态、监控设备或人 机接口等，如操作站、工程师站、HMI等。
EPA现场设备
EPA现场设备是指处于工业现场应用环境的设备，如变送器、 执行器、开关、数据采集器、现场控制器等。
EPA培训课程 --EPA技术
目录
EPA系统概述
EPA报文格式 EPA服务类型
EPA精确时间同步 EPA确定性通信 EPA功能块应用进程
EPA设备描述
目录
EPA系统概述
EPA报文格式 EPA服务类型
EPA精确时间同步 EPA确定性通信 EPA功能块应用进程
EPA设备描述
EPA系统概述
EPA系统是一种分布式系统，它利用ISO/IEC88023、IEEE802.11、IEEE802.15等协议定义的网络， 将分布在现场的若干个设备、小系统以及控制/监视设 备连接起来，使所有设备一起运作，共同完成工业生 产过程和操作中的测量和控制。EPA系统可以用于工 业自动化控制环境。 EPA系统结构提供了一个系统框架，用于描述若干个 设备如何连接起来，它们之间如何进行通信、如何交 换数据和如何组态。
EPA标准
EPA简介EPA（Ethernet for Plant Automation）是在国家标准化管理委员、全国工业过程测量与控制标准化技术委员会的支持下，由浙江大学、浙江中控技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、重庆邮电学院、清华大学、大连理工大学、上海工业自动化仪表研究所、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京华控技术有限责任公司等单位联合成立的标准起草工作组,经过3年多的技术攻关,而提出的基于工业以太网的实时通信控制系统解决方案。
EPA实时以太网技术的攻关,以国家"863"计划CIMS主题系列课题"基于高速以太网技术的现场总线控制设备”、"现场级无线以太网协议研究及设备开发"、”基于’蓝牙'技术的工业现场设备、监控网络其及关键技术研究”，以及"基于EPA的分布式网络控制系统研究和开发"、”基于EPA的产品开发仿真系统"等滚动课题为依托，先后解决了以太网用于工业现场设备间通信的确定性和实时性、网络供电、互可操作、网络安全、可靠性与抗干扰等关键性技术难题，开发了基于EPA的分布式网络控制系统，首先在化工、制药等生产装置上获得成功应用.在此基础上,标准起草工作组起草了我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准《用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范》。
同时，该标准被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），标志着中国第一个拥有自主知识产权的现场总线国际标准―――EPA得到国际电工委员会的正式承认，并全面进入现场总线国际标准化体系。
EPA关键技术1。
分布式精确时钟同步基于IEEE 1588精确时钟同步协议，EPA采用专利的时钟同步技术，将网络中各节点间时钟同步精度控制在1us之内，满足时间同步要求高的应用场合。
6第六章EPA工业以太网协议
EPA工业以太网协议
现场总线
6.1 EPA概述
工程师 站 EPA监控 级网络 EPA网桥 EPA现场 设备级网络
EPA多路模拟 信号输入输出 设备
EPA的系统结构
操作站 EPA代理
Internet
EPA远程 工作站
工业以太网
EPA网桥
EPA微网段1
EPA实时以太网
EPA微网段N
EPA实时以太网
EPA现场设备
Hale Waihona Puke EPA现场设备模拟信号
EPA 安全 EPA网关 栅 接入卡 EPA本安仪表
EPA无线 接入设备 EPA现场设备
其他现场总线
危险区域
传统模拟仪表 其他现场总线设备
EPA无线 现场设备
EPA工业以太网协议
现场总线
6.2 EPA系统特征
EPA现场设备支持的拓扑结构
星型网络
总线型
混合型网络
环型网络
EPA工业以太网协议
模拟信号
EPA 安全 EPA网关 栅 接入卡 EPA本安仪表
EPA无线 接入设备 EPA现场设备
其他现场总线
危险区域
传统模拟仪表 其他现场总线设备
EPA无线 现场设备
EPA工业以太网协议
现场总线
6.1 EPA概述
EPA的系统架构
EPA工业以太网协议
现场总线
6.1 EPA概述 EPA的发展历程
工业以太网研究 （1996-1999） 研究工业以太网 ，将以太网成功 应用于集散控制 系统DCS； EPA核心技术研究 标准制定 （2000-2005） 研究EPA工业实时 以太网，制定EPA 国家标准、国际标准； EPA国际标准发布 产业化推进 （2006-） 开发基于EPA的核心应用 技术，制定基于EPA的系 列国家标准、国际标准； 在此基础上，开发基于EPA 的系列产品，并在实际生 产装置上进行工程应用。
EPA通信协议栈的设计与实现
Ｖｏ．Ｉ Ｎｏ ４ １ ８ ． Ａｕ ． ０ ６ ｇ ２０
文章 编 号 ： ０ ４ ５ ９ （ ０ ６ Ｏ 一 ５ ２ ０ １ ０ — ６ ４ ２ ０ ） ，０ １ — ４ Ｉ
Ｅ Ａ通 信 协 议栈 的设计 与 实现 ＊ Ｐ
张鑫 龙 ， 平 ， 攀 王 孙
（ 庆 邮电大学 重 庆市 网络控 制技 术与 智能 仪器 仪表 重点 实验室 ， 庆 ４ ０ ６ ） 重 重 ０ ０ ５
统装 置与 仪器仪 表 间 、 业 自动 化 仪 器 仪表 相 互 间 工
Ｉ Ｃ６ ４ ９ ５ ／ １ ０ ［ ］ 准 ） 在 网络层 和 ＭＡＣ层 Ｅ １９ ［］ ６８ ４６标 ，
之 间增 加 Ｅ Ａ 实时通 信管 理接 口， 构成 ６层结 构 Ｐ 共 的通 信模 型 。
用 户 层
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
地 分 协 址 配 议
Ｊ
图 １ Ｅ ＰＡ 分 层 通 信 模 型
Ｆｉ ． ｍｍ ｕ ｉａ ｉｎ ｍｏ ｅ ｆＥＰ ｇ １ Ｃｏ ｎ ｃ ｔ ｄ ｌ Ａ ｏ ｏ
备组成 ， 并结 合工 业 自动化 生产现 场物 理环境 ， 所有 Ｅ Ａ设 备一起 协 调工作 ， Ｐ 完成 生 产过 程 和操 作 中 的
基 于 Ｅ Ａ标 准构 建 的工 业 自动化 控 制 系 统是 一 种 Ｐ 分 布式 网络控 制 系统 ， 由现 场设备 和控 制／ 视设 它 ｇ ，
ｌ 物理屠
ＩＯＩＣ ８ ０・／ Ｅ ０ Ｉ Ｅ Ｅ ０ ５物 理 屠 Ｓ ／ ８ ２ Ｉ Ｅ８ ２ ／ Ｅ ２Ｊ Ｅ ３Ｅ ＪＩ ８
网 圈
Ｅ Ａ 套接 字 Ｐ
四类型 列入 实时 以太 网 国际标准 Ｉ Ｃ ６ ７ ８２ 即将 Ｅ １ ４ － ，
EPA协议确定性调度方法的仿真研究
C y c le
)
。
发 送 方传 递 到 接 收 方 提 供保 障机 制
E P A 网 络 通 过 证 实服
”】
。
一
个 通 信 宏 周 期T 分 为 两 个 阶段
，
，
其 中第
一
个 阶段 为
务 和 确 定 性 调 度 两 种 方 式 来 实 现 网 络 的确 定 性
调 度 是 E P A 标 准 体 系 中的 核 心 部 分
周 期 数据结 束 声 明报 文
2
确定 性 调 度 的实 现 方 法
2 1
．
实现 原 理
73
2 0 1 0 2 广 东 通 信技术
‘ ．
技 术 交 流
E P A 确 定 性 调 度 以 时钟 同 步 为基 础
，
每个 E P A 设 备 以 使 之 与 主 时钟 之
网 络 上 的 主 时 钟 为基 准
，
dby dy
：
：
设备就绪 ( 未 调 度状 态 )
；
；
。
另 ~I E P A 周 期 和 非 周
,
R P
e a
设 备 准 备 好 ( 调 度状 态 )
e
而 是 要 在链 路 层 进 行相 应 的缓
e
r io d i c D a t a S
n
n d ln g
e n
：
周 期报 文 发 送状 态 ；
：
存
，
确定性
周 期 报 文 传输 阶段 T p
T
n
。 ‘ ’
第 二 个 阶 段 为 非 周 期 报 文 传 输 阶段
它 关 系 到 整个 E P A 网
美国EPA 关于空气自动监测系统性能指标的规定和测试方法
美国EPA关于大气自动监测系统性能指标的规定和测试方法引言环境空气污染的自动监测方法有多种，一般采用湿法和干法两种。
湿法是基于化学量理论的库仑法和电导法等测量原理，需使用大量试剂，存在试剂调整和废液处理等问题，操作比较繁琐，故障率较高，维护工作量较大；干法是基于物理光谱测量理论，使样品始终保持在气体状态，没有试剂的损耗，维护工作量较小。
比如SO2测量采用紫外荧光法，NOx测量采用化学发光法，O3测量采用紫外光度法，CO测量采用气体过滤相关分析法等，目前我国绝大部分空气自动监测采用的是该方法。
干法测量以欧美为主。
美国开展空气自动监测已有30年的历史，在空气自动监测方面积累了丰富的经验，并制定了详细的规范。
其中物理光谱法作为美国EPA的推荐方法,得到了广泛的应用。
湿法测量以日本为主,但自1996年起日本在法定的测量方法中增加了干式测量法。
利用物质的光谱特性进行污染物的分析已成为自动监测仪器发展的必然趋势。
我国在环境空气质量监测和质量保证方面的规定都参考了美国国家环保署（EPA）的规定。
目前，大气自动监测和空气质量日报工作在我国大部分省市已广泛开展，自动监测仪器监测数据的准确可靠是日报工作中的基础。
为使监测人员了解美国EPA关于空气自动监测的相关规定，特将其有关SO2、NO2、O3、CO自动监测仪器的性能指标规定和测试方法作简要说明，以供参考。
一、美国EPA对性能指标及判定原则的规定1、性能指标B-1自动监测仪器性能指标M/0.02447,M是该气体的摩尔质量。
2、判定原则对于每个性能指标（量程除外），测试程序从开始起要重复7次，得到7组测试结果。
每组结果要和表B-1中的规定指标相比较，高于或超出规定指标的值是一个超标值。
每个参数的7个结果说明如下：（1）0次超标：被测的参数合格；（2）3次或更多次超标：该参数不合格；（3）1次或2次超标：再重复测试该参数 8次，得到共15个测试结果。
将此15个测试结果说明如下：a：1次或2次超标：通过测试；b：3次以上：该参数不合格。
EPA测试方法-目录-推荐下载
固体或半固体废弃物中的汞（冷蒸汽原子吸收光谱法） 阳极溶出伏安法测定水溶液和萃取物中的汞 钼（原子吸收，直接进样） 钼（原子吸收，石墨炉法） 镍（原子吸收，直接进样） 镍（原子吸收，石墨炉法） 锇（原子吸收，直接进样） 白磷（P4）的溶剂萃取-气相色谱法（GC） 钾（原子吸收，直接进样） 硒（原子吸收，石墨炉法） 硒（原子吸收，氢火焰法） 硒（原子吸收，氢硼化钠还原法） 硅（原子吸收，直接进样） 硅（原子吸收，石墨炉法） 钠（原子吸收，直接进样） 锶（原子吸收，直接进样） 铊（原子吸收，直接进样） 铊（原子吸收，石墨炉法） 锡（原子吸收，直接进样） 钒（原子吸收，直接进样） 钒（原子吸收，石墨炉法） 锌（原子吸收，直接进样） 锌（原子吸收，石墨炉法）
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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时钟同步 服务器
TimeServer
网络监 听设备 NTD
EPA测试器
通信宏 周期 T
周期报文发送
非周期报文发送
阶段 Tp D1
阶段 Tn
D2
D3
D4
D5
D6
EPA标准设备1(ESD1)
EPA标准设备2(ESD2)
图 4 确定性调度测试系统结构
3.2 调度偏差的测试过程
开始
HUB /MA U
NIC
% UT ILIZ ATION
3. SIC-CUPT Joint Center for Research & Development, Chongqing 400065)
Abstract EPA communication protocol model and EPA communication schedule rule are presented. According to the principle and requirement of communication schedule, the principle of EPA protocol deterministic schedule is researched. The testing method and testing system structure of EPA deterministic schedule test are put forward. The test flow of schedule precision and schedule order are respectively presented. The practical application of deterministic schedule test system indicates the validity of this test method.
250
网络监听设备捕获报文
否 是 否 EPA报 文
是 打 时 间 戳/传 给 EPA 测 试 器
丢弃
确定性调度测试报文入栈
取调度测试报文
是否周期报文或
否
非周期声明报文
是
输出测试结果
图 5 调度偏差测试流程
调度偏差的测试目的是测试出被测设备实际发送报文的 时间与组态信息要求的时间之间的差值是否符合 EPA 标准 即测试出这二者之间的时间差是否在标准要求的范围之类 测试之前 所有的设备都必须与时间同步服务器同步 测试 时 由标准设备发送非周期数据声明报文的时间戳作为宏周 期的起始点 网络监听设备捕获网络上所有的 EPA 报文 并 打上时间戳 抽取关键信息组成 EPA 测试器能识别的确定性 调度测试报文传给 EPA 测试器 EPA 测试器分析出被测设备 的周期报文(当没有周期报文时就取非周期数据声明的时间
用于工业测量与控制系统的
EPA(Ethernet for plant automation)系统结构和通信标准 (简
称 EPA 标准 ) 在此基础上形成的 65C/357/NP 以 95.8%
的得票率被国际电工委员会 IEC 发布为 IEC/PAS 62409 作
为第十四类型列入实时以太网国际标准 IEC 61748-2 作为第
802.11/IEEE 802.15 TCP UDP /IP SNMP SNTP DHCP
HTTP FTP 等协议组件外 它包括以下几个部分 应用进程
包括 EPA 功能块应用进程与非实时应用进程 EPA 系统管理
实体用于对设备相关信息进行管理 EPA 应用访问实体包括
变量管理服务和域管理服务 EPA 通信调度管理实体 管理
第 32 卷 第 17 期
Vol.32
17
工程应用技术与实现
计算机工程 Computer Engineering
文章编号 1000 3428(2006)17 0249 03
文献标识码 A
2006 年 9 月 September 2006
中图分类号 TN911
EPA 通信调度测试方法与实现技术
张 军 1,3 王 平 2,3 易明华 2,3 孙 攀 2,3 (1. 重庆大学计算机学院 重庆 400065 2. 重庆邮电大学自动化学院 重庆 400065 3. 四联 重邮联合研发中心 重庆 400065)
时间
图 3 EPA 通信调度原理示意图 在周期报文传输阶段 Tp 每个 EPA 设备向网络上发送的 报文是包含周期数据的报文 周期数据是指与过程有关的数 据 如需要按控制回路的控制周期传输的测量值 控制值 或功能块输入 输出之间需要按周期更新的数据 周期报文 的发送优先级应为最高 在非周期报文传输阶段 Tn 每个 EPA 设备向网络上发 送的报文是包含非周期数据的报文 非周期数据是指用于以 非周期方式在两个通信伙伴间传输的数据 如程序的上下载 数据 变量读写数据 事件通知 趋势报告等数据 以及诸 如 ARP RARP HTTP FTP TFTP ICMP IGMP 等应用 数据 非周期报文按其优先级高低 IP 地址大小及时间有效 方式发送 此外 若后边有非周期数据发送 在发送完周期 报文后应当发送非周期数据声明报文 在发送完非周期报文 后应当发送非周期数据结束声明报文
EPA 功能块应用进程
非实时应用进程
用户层
E
P
EPA
A
SNMP SNTP DHCP 系统
管 简单网 系统时 地址分 管理
理 络管理 钟同步 配协议 实体
EPA 应 用访问
实体
TFTP 协议
HTTP 协议
FTP 协议
其他 协议 应用层
信
协议 协议
EPA 套接字
息
映射实体
库
UDP
TCP
IP ARP RARP ICMP IGMP EPA 通信调度管理实体
正在越来越多地被开发出来 应用于工程实际 而大量工程
应用的前提条件是必须有大量的产品通过一致性 互操作性
等测试和认证 因此 产品能否通过确定性通信调度测试是
其成功应用于 EPA 控制系统的决定性因素之一
1 EPA 通信协议模型
在 图 1 中 可 以 看 出 除 了 ISO/IEC 8802-3/IEEE
Key words EPA protocol; Communication schedule entity; Deterministic schedule; Schedule precision; Schedule regulation
在国家 863 计划支持下 重庆邮电学院作为核心单位
参与制定了国家标准
基金项目 国家 863 计划基金资助项目(2004AA412020) 作者简介 张 军(1964 ) 男 高工 博士生 主研方向 智能仪 器仪表 计算机应用 王 平 博士 教授 博导 易明华 孙 攀
硕士生 收稿日期 2006-06-28
E-mail wangping@
249
如图 2 所示
上发送和接收的报文 打上接收报文的时间戳 抽
2
46~1500
取相关信息组成调度测试报文 然后传送给 EPA 测
2.2 EPA 通信调度原理
图 2 EPA 报文标识
试器 EPA 测试器通过分析所记录的报文的接收时 间 优先级 IP 地址 报文长度等参数以及一个宏周期内所
在一个 EPA 微网段内 所有 EPA 设备的通信均按周期进 有报文的先后顺序来判断该系统的通信调度管理实体是否按
接收到的时间戳 把相应报文传送给 EPA 测试器
00
6
6
2 11 1
3
2
38 ~ 1492
4 或发送 EPA 测试器的测试报文到 EPA 网络 时间同
类型 UDP/IP+EPA 数据
步服务器(TimeServer)用于为 EPA 网络提供标准时
88BC
钟 EPA 设标准备 1(ESD1) EPA 标准设备 2(ESD2)
确定性调度 EPA 管理信息库 EPA 套接字映射实体
EPA 通信调度管理实体用于对 EPA 设备向网络上发送报
文的调度管理 EPA 通信调度管理实体采用分时发送机制
按预先组态的调度方案 对 EPA 设备向网络上发送的周期报
文与非周期报文发送时间进行控制 保证在任意时刻网络上 都只有一个报文在传术 以避免碰撞 同时保证了 EPA 周期 报文和优先级高的报文的优先发送 加强了实时性
摘 要 介绍了 EPA 通信协议模型和 EPA 通信调度规程 根据通信调度的原理和要求 研究了 EPA 协议确定性调度的测试原理 提出了 测试 EPA 确定性调度的方法和系统结构 对调度偏差和调度顺序分别论述了其相应的测试流程 通过测试系统的实际应用证明这种测试方 法能够准确地测试被测设备调度实体的实现与 EPA 标准的符合程度 关键词 EPA 协议 通信调度实体 确定性调度 调度偏差 调度规程
3 EPA 确定性调度测试方法
3.1 EPA 确定性调度测试方法 确定性调度一致性测试需要考虑通信调度实体的工作有
效性和准确性 即测试它的调度能力 包括调度偏差和调度 顺序 EPA 确定性调度测试系统如图 4 所示 该测试系统包 括 EPA 测试器 该测试器完成包括系统管理服务测试 应 用访问实体服务测试 时间同步测试 确定性调度测试 对 象属性测试以及协议状态机测试等测试内容 在测试时间同
T AB
GD R E I F JA K B LC
M7 N 8 O9
BNC 4M b/s
GD G D GD GD T 2 U3
V0 W. X YZ
ERNUT NER P RINT
HE LP A LP HA SHIF T
被测EPA设 备(EDUT)
周期报文
非周期数据声明报文 非周期报文
非周期数据结束 声明 报文