EPA确定性通信与测试方法研究

EPA通过采用集中调度提高实时性的方案解决了以太网确定性通信的问题,文中详细论述了EPA确定性通信的原理和调度规程,并对通信调度规程的测试方法进行了深入研究,提出了通信调度测试平台的搭建以及测试流程,并对调度顺序、非周期数据声明报文等测试案例进行了分析.     

EPA协议确定性调度测试系统的研究与实现

基于EPA通信规范与EPA协议一致性测试规范,研究了对EPA网络进行确定性调度测试的方法,阐述了EPA网络确定性调度测试的实现技术。实践证明,开发的EPA协议确定性调度测试系统,可读取/修改目标设备的组态信息,可还原EPA网络上的报文传输情况,并能对EPA网络进行确定性调度测试。     

基于EPA网络的多媒体数据确定性传输

为实现多媒体数据在EPA中的确定性传输,在研究EPA通信调度原理的基础上,分析多媒体数据在EPA通信宏周期传输的可行性以及分片重组原理,设计多媒体数据在周期时间片的传输调度模型,以及基于链表插入方法的分片数据报重组算法。针对目前多数多媒体设备未集成EPA协议栈,无法直接参与EPA现场层调度的问题,搭建接入多媒体数据的EPA网络测试平台。实验结果表明,在不干扰控制数据传输的情况下,基于EPA的多媒体数据传输延时为30 ms~36 ms,满足可接受延时小于130 ms的要求,延时抖动在4 ms以内,图像清晰流畅,从而验证了将多媒体数据接入EPA网络确定性传输的可行性。     

工业以太网EPA实时性测试方法研究

介绍了EPA（Ethemet for plant automation）标准的确定性通信调度方法，分析了EPA实时性能指标，重点研究了在网络拓扑给定的情况下，递交时间、时钟同步精度、网络吞吐量、非实时通信带宽和冗余恢复时间等实时性能指标的测试方法，并开发了EPA实时性能测试平台并进行了测试应用，给出了EPA系统的测试评判。     

基于EPA的一致性测试方法及硬件设计

EPA是我国工业自动化领域第一个拥有自主知识产权并被国际电工委员会(IEC)认可的国际标准.该测试系统是以EPA标准为基准,以高速的测试系统为平台来对实际产品中的EPA协议进行一致性测试,通过以标准的EPA模块作为模拟测试对象,测试系统在测试速度和测试可靠性上达到了EPA标准中所规定的要求.重点介绍EPA协议一致性测试中同步时间精度和确定性调度的测试方法以及EPA测试系统的硬件设计.     

基于EPA的工业以太网确定性研究

通过对EPA通信结构和EPA通信调度策略的分析,讨论了EPA工业以太网中影响其确定性的可能因素,介绍了EPA网络中MAC介质访问层对各种传输数据的处理方法,得出了EPA工业以太网确定性的结论,为进一步设计实现EPA工业以太网提供了参考。     

EPA调度算法信道利用率分析及仿真

分析EPA微网段中EPA通信调度管理实体的调度原理,讨论EPA通信调度算法的信道使用效率,并给出在一定条件下,周期数据传输阶段的信道利用率和非周期数据传输阶段的信道利用率。通过理论推导得出上限值及下限值。根据OPNET Modeler创建EPA仿真模型,证明EPA调度算法的信道利用率能够达到理论值的最大值与最小值,验证了理论推导结果的正确性。     

实时以太网系统中控制与通信的协同调度方法

为了提高实时以太网系统的运行效率和通信实时性,在EPA（Ethernet for Plant Automation）确定性通信调度的基础上,提出了控制与通信的协同调度方法。该方法将EPA设备的通信宏周期划分成通信时间片和控制时间片,在系统中设置定时器,在通信时间片或控制时间片到达时,由定时器引发中断,在执行中断处理程序时获取当前时间,根据当前时间位于通信时间片内或控制时间片内来分别执行通信任务或控制任务。实验结果表明,该方法能够有效避免功能块的无效执行和数据的无效传输,提高系统的运行效率和通信实时性能。     

人工神经网络思想优化EPA动态通信调度

研究了工业以太网国际标准EPA的通信调度方法和性能,并分析了工业EPA应用层采用的令牌/生产者/消费者实时通信模型,指出该模型忽略了系统工作过程中周期性变量和非周期变量之间的相互影响.针对参量访问的优先级分配不够周全和灵活的问题,提出了利用人工神经网络的思想优化EPA实时动态通信调度,给出了一个新的智能实时通信调度应用模型.过程控制系统中EPA应用的仿真结果显示,该智能通信调度模型表现良好、优点明显.     

一种提高EPA系统运行效率的机制与实现方法

为了提高EPA(Ethernet for Plant Automation)测控系统的运行效率和通信性能,在EPA确定性通信调度的基础上,提出了EPA-CS(EPA Cycle Synchronization,周期同步)机制.该机制通过使实现控制功能的用户层功能块与实现数据传输功能的EPA通信达成周期同步,解决了功能块无效执行和数据无效传输的问题.提出了机制的原理,给出了用巡回扫描和定时器中断实现机制的方法.实验表明:该机制能够有效降低EPA系统的运行负荷与通信负荷,提高系统的运行效率和通信性能;巡回扫描和定时器中断两种方法实现该机制的效果都比较明显,定时器中断实现的效果更好一些.     

EPA时间同步测试方法与实现技术

根据简单网络时间协议（SNTP）和IEEE1588精密时间协议的同步原理,研究了EPA协议中时间同步的测试方法与实现;提出了测试EPA时间同步的方法和系统结构;设计了EPA时间同步的测试流程,开发了EPA时间同步的测试平台。通过实际应用,证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EPA标准。     

基于EPA标准的执行机构产品开发

介绍了基于EPA标准的执行机构的工作原理，详细介绍了EPA通信卡的硬件设计，并阐述了基于模块化的软件设计，主要包括EPA用户应用程序、EPA协议栈软件和硬件驱动等主要模块。从而使执行机构具有基于EPA标准的工业以太网通信能力，同时利用EPA标准的多信息传输能力，实现了执行机构的远程组态、远程标定和远程故障诊断等功能，达到了执行机构设备智能化、数字化和网络化的目的，具有广阔的应用前景。     

基于EPA协议的精确时钟同步方法

工业以太网中通讯链路的不对称性,使得IEEE1588协议中的从时钟偏差计算方法并不适用.本文在EPA(Ether-net for Plant Automation)协议中CSME(Communication Scheduling Management Entity)算法调度的基础上分析了IEEE1588时间同步协议,提出了一种从时钟同步于主时钟的加权修正算法,同时应用晶振频率补偿算法,使得满足了基于EPA协议的工业以太网系统中同步数据采集和控制的实时性要求.采用硬件描述语言(Verilog HDL)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现了这种硬件时钟同步方法.该方法解决了传统的基于片上系统(SOC)时钟同步方案中时间戳不稳定、同步精度低等问题.使用Xilinx Spartan3 XC3S1500的FPGA验证了主从时钟的一致性,160ns的标准偏差和50ns的时间偏差平均值的测试结果证明了本文中算法较之协议中原算法的优越性.该方法也为集成现有网卡芯片的系统提供了一种高性价比和高精度的时钟同步解决方案.     

利用批处理实现日程提醒

利用批处理脚本对保存于文本文件中日程提醒数据进行解析和处理,结合使用任务计划的定时重复执行功能,给出一种在XP操作系统下通过批处理脚本实现日程提醒的简洁方法。