總線專題：第七講 EPA（下）

EPA系統(tǒng)中的設(shè)備有EPA主設(shè)備、EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、EPA網(wǎng)橋、EPA代理等幾類，現(xiàn)分別簡(jiǎn)述于下：

（1）EPA主設(shè)備

EPA主設(shè)備是EPA過(guò)程監(jiān)控層L2網(wǎng)段上的設(shè)備，具有EPA通信接口，不要求具有控制應(yīng)用功能塊或功能塊應(yīng)用進(jìn)程。他是指EPA系統(tǒng)中的組態(tài)、監(jiān)控設(shè)備或人機(jī)接口等，如操作站、工程師站（組態(tài)用）等。EPA主設(shè)備的IP地址在系統(tǒng)中必須是唯一的。

（2）EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是指處于工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境的設(shè)備，如變送器、執(zhí)行器、開關(guān)、數(shù)據(jù)采集器、現(xiàn)場(chǎng)控制器等。EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備必須具有EPA通信實(shí)體，并至少包含有一個(gè)功能塊單元。EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的IP地址在系統(tǒng)中必須是唯一的。

（3）EPA網(wǎng)橋

EPA網(wǎng)橋是連接一個(gè)L1微網(wǎng)段與其他L1網(wǎng)段或L2網(wǎng)段的設(shè)備。

EPA網(wǎng)橋不同于一般的以太網(wǎng)交換機(jī)或無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)，他至少有二個(gè)EPA接口，視不同應(yīng)用，其中的任一個(gè)接口都可以是以太網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙接口，其中一個(gè)接口通過(guò)交換機(jī)（或無(wú)線訪問(wèn)點(diǎn)）連接本微網(wǎng)段的其他EPA設(shè)備，另一個(gè)接口用于連接L2網(wǎng)段。

一般每個(gè)L1微網(wǎng)段使用一個(gè)EPA網(wǎng)橋。但在系統(tǒng)規(guī)模不大，整個(gè)系統(tǒng)為一個(gè)微網(wǎng)段時(shí)，可以不使用EPA網(wǎng)橋。

EPA網(wǎng)橋是可以組態(tài)的設(shè)備，必須具有以下功能：

1）通信隔離。一個(gè)L1微網(wǎng)段內(nèi)EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信，其流量必須限制在本微網(wǎng)段內(nèi)，不占用其他L1微網(wǎng)段以及L2網(wǎng)段的通信帶寬資源。

一個(gè)L1微網(wǎng)段外的不同設(shè)備之間互相通信時(shí)，其流量必須限制在本微網(wǎng)段外，不占用本微網(wǎng)段的通信帶寬資源。

這里所指的通信流量包括以廣播一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸?shù)亩嗖ヒ约包c(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)膯尾ネㄐ艌?bào)文所占的帶寬資源。

2）報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)與控制

當(dāng)一個(gè)L1微網(wǎng)段內(nèi)的EPA設(shè)備與其他L1微網(wǎng)段或L2網(wǎng)段的設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，由EPA網(wǎng)橋負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)并進(jìn)行控制。

當(dāng)一個(gè)L1微網(wǎng)段內(nèi)的設(shè)備向本微網(wǎng)段外的其他設(shè)備發(fā)送報(bào)文時(shí)，由EPA網(wǎng)橋直接轉(zhuǎn)發(fā)，或先緩存，再轉(zhuǎn)發(fā)。

當(dāng)一個(gè)L1微網(wǎng)段外的設(shè)備向本網(wǎng)段內(nèi)的設(shè)備發(fā)送報(bào)文時(shí)，將先由EPA網(wǎng)橋進(jìn)行緩存，并按照確定性調(diào)度所規(guī)定的順序發(fā)送到本網(wǎng)段內(nèi)的EPA設(shè)備。

舉個(gè)例子，通過(guò)組態(tài)，EPA網(wǎng)橋首先建立鏈路關(guān)系表，該鏈路關(guān)系表以記錄的形式記錄本微網(wǎng)段內(nèi)外需要通信的設(shè)備之間的通信鏈路關(guān)系信息，包括目的與源IP地址、端口號(hào)、EPA服務(wù)標(biāo)識(shí)等。當(dāng)網(wǎng)橋從其任一個(gè)接口接收到一個(gè)報(bào)文時(shí)，根據(jù)該鏈路關(guān)系表，對(duì)報(bào)文中的目的與源地址、端口號(hào)、EPA服務(wù)標(biāo)識(shí)等進(jìn)行檢查。當(dāng)報(bào)文中的信息與存儲(chǔ)在鏈路關(guān)系表中的某一項(xiàng)記錄相吻合時(shí)，才進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，否則將直接丟棄，不予處理和轉(zhuǎn)發(fā)。

（4）EPA代理

EPA代理是一個(gè)可選設(shè)備，它采用一般信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如COM組件）與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享和交換，以及對(duì)遠(yuǎn)程訪問(wèn)的安全控制與管理。

6.EPA支持的通信調(diào)度方式

在EPA系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)鏈路層支持基于IEEE802.3/11/15的非確定性與確定性通信二種通信方式。

其中，連接在過(guò)程監(jiān)控層的L2網(wǎng)段上的EPA設(shè)備（見圖2），采用基于IEEE802.3/11/15的訪問(wèn)調(diào)度機(jī)制，其發(fā)送報(bào)文的時(shí)間由用戶自定義。

在每個(gè)L1微網(wǎng)段內(nèi)部，按EPA規(guī)定的確定性通信調(diào)度方案，每個(gè)EPA設(shè)備按事先組態(tài)好的先后順序以及優(yōu)先級(jí)大小，錯(cuò)時(shí)向EPA網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送報(bào)文，以避免二個(gè)設(shè)備在同一時(shí)刻向網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，從而避免了報(bào)文碰撞。

（1）周期報(bào)文和非周期報(bào)文

在EPA系統(tǒng)中，EPA設(shè)備之間的通信報(bào)文有兩大類，即周期報(bào)文與非周期報(bào)文。

1）周期報(bào)文，是指用于傳輸過(guò)程周期數(shù)據(jù)的EPA報(bào)文以及有無(wú)非周期報(bào)文發(fā)送的聲明報(bào)文。過(guò)程數(shù)據(jù)是指用于需要按控制回路的控制周期傳輸?shù)臏y(cè)量值、控制值或功能塊輸入、輸出更新的數(shù)據(jù)。包括諸如壓力、溫度、流量、液位等測(cè)量值及控制值。

周期報(bào)文按事先組態(tài)好的準(zhǔn)確時(shí)間發(fā)送。

2）非周期報(bào)文。是指用于以非周期方式在兩個(gè)通信伙伴間發(fā)送非周期數(shù)據(jù)的報(bào)文。這些報(bào)文是根據(jù)情況隨機(jī)產(chǎn)生的。如程序的上下載報(bào)文、變量讀寫報(bào)文、事件通知、報(bào)警趨勢(shì)報(bào)告等報(bào)文，以及諸如ARP、RARP（逆向地址解析協(xié)議）、HTTP、FTP、TFTP（典型文件傳輸協(xié)議）、ICMP、IGMP、WEB服務(wù)基于IEEE802.3/11/15的其它協(xié)議的報(bào)文。非周期報(bào)文按其優(yōu)先級(jí)大小及時(shí)間有效方式發(fā)送。

在EPA系統(tǒng)中，報(bào)文發(fā)送的優(yōu)先級(jí)分為下列幾級(jí)，即0、1、2、3、4、5等，其中0表示最高優(yōu)先級(jí)。