总线专题：第七讲 EPA（下）

EPA系统中的设备有EPA主设备、EPA现场设备、EPA网桥、EPA代理等几类，现分别简述于下：

（1）EPA主设备

EPA主设备是EPA过程监控层L2网段上的设备，具有EPA通信接口，不要求具有控制应用功能块或功能块应用进程。他是指EPA系统中的组态、监控设备或人机接口等，如操作站、工程师站（组态用）等。EPA主设备的IP地址在系统中必须是唯一的。

（2）EPA现场设备

EPA现场设备是指处于工业自动化现场应用环境的设备，如变送器、执行器、开关、数据采集器、现场控制器等。EPA现场设备必须具有EPA通信实体，并至少包含有一个功能块单元。EPA现场设备的IP地址在系统中必须是唯一的。

（3）EPA网桥

EPA网桥是连接一个L1微网段与其他L1网段或L2网段的设备。

EPA网桥不同于一般的以太网交换机或无线访问点，他至少有二个EPA接口，视不同应用，其中的任一个接口都可以是以太网、无线局域网、蓝牙接口，其中一个接口通过交换机（或无线访问点）连接本微网段的其他EPA设备，另一个接口用于连接L2网段。

一般每个L1微网段使用一个EPA网桥。但在系统规模不大，整个系统为一个微网段时，可以不使用EPA网桥。

EPA网桥是可以组态的设备，必须具有以下功能：

1）通信隔离。一个L1微网段内EPA现场设备之间的通信，其流量必须限制在本微网段内，不占用其他L1微网段以及L2网段的通信带宽资源。

一个L1微网段外的不同设备之间互相通信时，其流量必须限制在本微网段外，不占用本微网段的通信带宽资源。

这里所指的通信流量包括以广播一点对多点传输的多播以及点对点传输的单播通信报文所占的带宽资源。

2）报文转发与控制

当一个L1微网段内的EPA设备与其他L1微网段或L2网段的设备进行通信时，由EPA网桥负责转发并进行控制。

当一个L1微网段内的设备向本微网段外的其他设备发送报文时，由EPA网桥直接转发，或先缓存，再转发。

当一个L1微网段外的设备向本网段内的设备发送报文时，将先由EPA网桥进行缓存，并按照确定性调度所规定的顺序发送到本网段内的EPA设备。

举个例子，通过组态，EPA网桥首先建立链路关系表，该链路关系表以记录的形式记录本微网段内外需要通信的设备之间的通信链路关系信息，包括目的与源IP地址、端口号、EPA服务标识等。当网桥从其任一个接口接收到一个报文时，根据该链路关系表，对报文中的目的与源地址、端口号、EPA服务标识等进行检查。当报文中的信息与存储在链路关系表中的某一项记录相吻合时，才进行转发，否则将直接丢弃，不予处理和转发。

（4）EPA代理

EPA代理是一个可选设备，它采用一般信息网络技术（如COM组件）与其他网络进行数据的共享和交换，以及对远程访问的安全控制与管理。

6.EPA支持的通信调度方式

在EPA系统中，数据链路层支持基于IEEE802.3/11/15的非确定性与确定性通信二种通信方式。

其中，连接在过程监控层的L2网段上的EPA设备（见图2），采用基于IEEE802.3/11/15的访问调度机制，其发送报文的时间由用户自定义。

在每个L1微网段内部，按EPA规定的确定性通信调度方案，每个EPA设备按事先组态好的先后顺序以及优先级大小，错时向EPA网络上发送报文，以避免二个设备在同一时刻向网络上同时发送数据，从而避免了报文碰撞。

（1）周期报文和非周期报文

在EPA系统中，EPA设备之间的通信报文有两大类，即周期报文与非周期报文。

1）周期报文，是指用于传输过程周期数据的EPA报文以及有无非周期报文发送的声明报文。过程数据是指用于需要按控制回路的控制周期传输的测量值、控制值或功能块输入、输出更新的数据。包括诸如压力、温度、流量、液位等测量值及控制值。

周期报文按事先组态好的准确时间发送。

2）非周期报文。是指用于以非周期方式在两个通信伙伴间发送非周期数据的报文。这些报文是根据情况随机产生的。如程序的上下载报文、变量读写报文、事件通知、报警趋势报告等报文，以及诸如ARP、RARP（逆向地址解析协议）、HTTP、FTP、TFTP（典型文件传输协议）、ICMP、IGMP、WEB服务基于IEEE802.3/11/15的其它协议的报文。非周期报文按其优先级大小及时间有效方式发送。

在EPA系统中，报文发送的优先级分为下列几级，即0、1、2、3、4、5等，其中0表示最高优先级。

7.EPA确定性通信调度方案

在EPAL1网段的一个微网段内，所有EPA设备的通信均是按周期进行的，完成一个通信周期所需的时间T称为一个巡回周期。当EPA设备的功能执行采用按时间方式调度功能块执行时，巡回周期即等于宏周期。

一个巡回周期分为二个阶段，其中第一个阶段为周期报文传输阶段Tp，第二个阶段为