總線專題：第七講 EPA（上）

EPA是一種全新的基于實時工業以太網的網絡。他可將分布在現場的若干個設備、小系統以及控制/監視設備連接起來，使所有設備一起運作，共同完成工業生產過程和操作中的測量和控制。EPA可以用于工業自動化控制環境。

EPA是由浙江大學、浙大中控共同主持，聯合中國科學院沈陽自動化研究所、清華大學、大連理工大學與重慶郵電學院共同開發的，并受到了我國政府“863”高科技研究與發展計劃的支持。目前由上述六個單位并加上上海工業自動化儀表研究所、北京華控技術有限責任公司、機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所等共同起草制定的《用于工業測量與控制系統的EPA系統結構與通信規范》已經通過了全國工業過程測量與控制標準化技術委員會（TC124）的技術審查，成為我國第一個擁有自主知識產權的現場總線標準。同時，該標準已成功進入IEC標準體系，發布為IEC/PAS62409標準化文件，正式作為第十四類型寫入實時以太網國際標準IEC61784-2。這是迄今為止，中國工業自動化領域第一個被國際認可和接受的標準。如果一切順利的話，到2007年底經過IEC投票表決，將可能正式成為IEC61158現場總線國際標準的類型之一。至于以太網能用于實時控制領域的措施與原理見第六講PROFINET。

1.EPA的通信模型

（1）EPA通信模型與ISO/OS1模型的比較見表1。從表1中可看出EPA在應用層之上，設置了用戶層。該用戶層直接面向用戶，用戶根據自己的控制邏輯需要，利用EPA組態軟件組成不同功能塊的應用過程（FBAP）以完成各種控制策略。也可根據自己的需要組態各種非實時性應用程序的服務。

表1中HTTP為超文本傳輸協議，FTP為文件傳輸協議，DHCP為動態主機組態協議，SNTP為簡單網絡時間協議，而SNMP則為簡單網絡管理協議。TCP為傳輸控制協議，UDP為用戶數據報文協議，而IP則為互聯網協議。這些都是IT領域中行之有效的協議。IEEE802.3則為美國電氣與電子工程師協會的一套用于以太網的標準。

（2）EPA的通信模型

EPA的通信模型見圖1。圖中的ARP為以太網地址解析協議，ICMP為Internet控制信息協議，而IGMP則為Internet組管理協議。

從圖1中可以看出EPA在網絡層和數據鏈絡層的MAC（介質訪問控制）層之間定義了一個EPA通信調度接口，以完成實時信息和非實時信息的傳輸調度。應用層定義了EPA應用層協議和服務、EPA套接字映射接口以及EPA管理功能塊及其服務，同時還支持IT領域現有的協議如HTTP等。另外增加的用戶層，采用基于IEC61499和IEC61804定義的功能塊及其應用進程。

所謂應用進程AP（Application Process）是指現場總線內部實現一組相關功能的集合，是駐留在現場總線設備內部的分布式應用，是現場總線活動的基本組成部分，現場總線活動中AP是基本對象；可以把幾個AP組合起來，形成復合對象；還可把幾個復合對象組合起來形成復合列表對象。一臺現場總線設備中AP的數量與其功能及執行情況有關，可以通過軟件向現場總線設備下載AP，也可將AP固化在現場總線設備的專用集成電路（ASIC）內。而位于應用層的功能塊應用進程（FBAP）是由功能塊所構成的應用集合，用來構成自動控制回路以完成自動化系統所規定的任務。

其次對圖1中套接字映射作一說明，按照定義，套接字（Socket）是指協議訪問點的接口抽象，一個Socket在網絡設備中就作為一個通信端點；而映射（Mapping）的定義則是與其他集合中的成員對應的，具有特定特征或屬性的集合。

2. EPA的通信模式

EPA支持三種通信模式

（1）客戶/服務器（Client/Server）

客戶/服務器用于EPA網絡上二個設備之間由用戶發起的、一對一的、排隊式的非周期通信。排隊意味著消息的發送與接收是按優先級所安排的順序進行，先前的消息不會被覆蓋。