EPA设备冗余技术研究

摘要

随着以太网技术的飞速发展，以太网技术应用于工业现场变得越来越普及。EPA(Ethernet for Plant Automation)是基于工业以太网的实时通信控制系统解决方案。该标准被列入现场总线国际标准IEC61158(第四版)中的第十四类型，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网络要应用于工业现场，由于工业现场的复杂的环境，EPA网络的可靠性决定了EPA网络的应用前景。本文从EPA设备冗余的技术角度对EPA网络可靠性作了初步的探讨。设计并实现了EPA冗余设备管理模块、冗余设备通信模块。
　　 在冗余通信模块中，完成了冗余状态声明服务，冗余设备同步请求服务，冗余设备切换事件服务，冗余同步服务的设计及实现。该模块主要完成活动设备与备份设备之间的通信，备份设备跟活动设备之间的功能块的信息，链接对象信息的同步。
　　 设备管理模块完成了组态上位机对冗余设备，活动设备的组态功能。该模块完成了冗余设备管理模块对冗余设备的物理位号配置功能；完成了活动设备与备份设备之间的链路组态的切换功能；完成了活动设备与备份设备之间冗余状态切换的功能；完成了组态软件对活动设备与备份设备的管理信息库(MIB)的读写，以及配置功能。
　　 建立起了μC/OS_Ⅱ为软件平台，ATMEL9200为硬件平台的EPA设备冗余系统测试系统。测试了冗余状态声明服务，冗余设备同步请求服务，冗余同步服务，冗余设备切换事件服务的功能；测试了冗余设备组态的功能；测试了冗余切换时间；测试了冗余设备切换成活动设备的功能；测试了备份设备同步活动设备的链接对象，功能块信息的过程。
　　 测试表明实现了冗余设备与活动设备的组态信息和功能块信息同步更新；实现了活动设备与备份设备的切换；在EPA网络中，使用了EPA冗余技术后，能够提高EPA网络的可靠性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 工业以太网的产生背景

1.2 工业以太网的发展现状与趋势

1.3 EPA简介

1.4 网络可靠性的概念

1.5 提高EPA网络可靠性的方法

1.6 本章小结

第二章 EPA冗余系统

2.1 EPA冗余系统的拓扑结构

2.2 EPA冗余对象和服务

2.3 EPA冗余服务

2.4 本章小结

第三章 EPA设备冗余系统的实现

3.1 EPA设备冗余系统模块组成

3.2 EPA通信协议栈模块

3.3 系统软硬件资源管理

3.4 TCP/IP模块设计与实现

3.5 EPA冗余模块

3.6 EPA冗余服务实现

3.7 EPA冗余服务通信

3.8 本章小结

第四章 EPA设备冗余的测试

4.1 EPA设备冗余测试系统组成

4.2 冗余设备软件测试

4.3 本章小结

第五章 结论及未来的工作

5.1 结论

5.2 未来的工作

参考文献

致谢

从事的主要科研工作