工業以太網技術直接應用于工業現場設備間的通信已成大勢所趨

　　隨著以太網通信速率的提高、全雙工通信、交換技術的發展，為以太網的通信確定性的解決提供了技術基礎，從而消除了以太網直接應用于工業現場設備間通信的主要障礙，為以太網直接應用于工業現場設備間通信提供了技術可能。為此，國際電工委員會IEC正著手起草實時以太網（Real-time EtherNet RTE）標準，旨在推動以太網技術在工業控制領域的全面應用。針對這種形勢，以浙江大學、浙大中控、中科院沈陽自動化研究所、清華大學、大連理工大學、重慶郵電學院等單位，在國家“863”計劃的支持下，開展了EPA（EtherNet for Plant Automation）技術的研究，重點是研究以太網技術應用于工業控制現場設備間通信的關鍵技術，通過研究和攻關，取得了以下成果：

（1）以太網應用于現場設備間通信的關鍵技術獲得重大突破。
　　針對工業現場設備間通信具有實時性強、數據信息短、周期性較強等特點和要求，經過認真細致的調研和分析，采用以下技術基本解決了以太網應用于現場設備間通信的關鍵技術：
　　① 實時通信技術
　　其中采用以太網交換技術、全雙工通信、流量控制等技術，以及確定性數據通信調度控制策略、簡化通信棧軟件層次、現場設備層網絡微網段化等針對工業過程控制的通信實時性措施，解決了以太網通信的實時性。
　　② 總線供電技術
　　采用直流電源耦合、電源冗余管理等技術，設計了能實現網絡供電或總線供電的以太網集線器，解決了以太網總線的供電問題。
　　③ 遠距離傳輸技術
　　采用網絡分層、控制區域微網段化、網絡超小時滯中繼以及光纖等技術解決以太網的遠距離傳輸問題。
　　④ 網絡安全技術
　　采用控制區域微網段化，各控制區域通過具有網絡隔離和安全過濾的現場控制器與系統主干相連，實現各控制區域與其他區域之間的邏輯上的網絡隔離。
　　⑤ 可靠性技術
　　采用分散結構化設計、EMC設計、冗余、自診斷等可靠性設計技術等，提高基于以太網技術的現場設備可靠性，經實驗室EMC測試，設備可靠性符合工業現場控制要求。

（2）起草了EPA國家標準。
　　以工業現場設備間通信為目標，以工業控制工程師（包括開發和應用）為使用對象，基于以太網、無線局域網、藍牙技術+TCP/IP協議，起草了“用于工業測量與控制系統的EPA系統結構和通信標準”（草案），并通過了由TC124組織的技術評審。

（3）開發基于以太網的現場總線控制設備及相關軟件原型樣機，并在化工生產裝置上成功應用。針對工業現場控制應用的特點，通過采用軟、硬件抗干擾、EMC設計措施，開發出了基于以太網技術的現場控制設備，主要包括：基于以太網的現場設備通信模塊、變送器、執行機構、數據采集器、軟PLC等成果等。