1、自20世紀(jì)70年代的集散控制系統(tǒng)的出現(xiàn),傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性的變革,控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化成為了新的趨勢(shì)。以數(shù)字串行通信為代表的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)成為20世紀(jì)末工業(yè)網(wǎng)絡(luò)角逐對(duì)象。在它們紛爭(zhēng)不斷的同時(shí),以太網(wǎng)借助于它豐富的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),成為工業(yè)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的一支有生力量。但是由于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)采用的是CSMA/CD的總線訪問(wèn)機(jī)制,難以保證工業(yè)要求的通信實(shí)時(shí)性和避免數(shù)據(jù)沖突的要求,因此國(guó)內(nèi)外開始研究兼容商用以太網(wǎng)的改進(jìn)措施。
　　本課題

2、通過(guò)研究EPA(Ethernet for Plant Automation,基于以太網(wǎng)的工廠自動(dòng)化)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的通信特點(diǎn),分別在精確時(shí)間同步、確定性通信調(diào)度、EPA實(shí)時(shí)通信服務(wù)等幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入的探討,論文主要工作如下:
　　1.精確時(shí)間同步
　　時(shí)間同步是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要基于IEEE1588的同步機(jī)制,提出改進(jìn)的TPS時(shí)間同步算法,利用線性回歸的方法完成頻率調(diào)整;采用概率同步的機(jī)制,

3、用最小的報(bào)文數(shù)量完成指定精度的時(shí)間同步;構(gòu)建以傳輸時(shí)延誤差和它的誤差變化率為輸入的模糊控制,進(jìn)行在線的時(shí)間偏差和頻率變化的調(diào)整。為了減少系統(tǒng)對(duì)單個(gè)主時(shí)鐘的依賴,提出了最佳主時(shí)鐘算法,容許節(jié)點(diǎn)能根據(jù)多個(gè)主時(shí)鐘的特性推選最佳的主時(shí)鐘。同時(shí),改進(jìn)了精確獲取時(shí)間戳的方法,在網(wǎng)絡(luò)中斷中通過(guò)二次讀技術(shù),減少時(shí)間讀的誤差。
　　2.確定性通信調(diào)度
　　EPA通信調(diào)度實(shí)體采用基于優(yōu)先級(jí)和措施發(fā)送的機(jī)制來(lái)確保通信確定性。本文在實(shí)現(xiàn)EPA通信調(diào)

4、度實(shí)體的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了其靜態(tài)優(yōu)先級(jí)策略,增加動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)整策略,確保非周期報(bào)文均有機(jī)會(huì)得到訪問(wèn)總線的機(jī)會(huì)。同時(shí)在通信調(diào)度的基礎(chǔ)上,增加了對(duì)鏈路時(shí)延矩陣的考慮,提高通信調(diào)度的精度。
　　3.EPA實(shí)時(shí)通信服務(wù)
　　研究了EPA定義的三種應(yīng)用關(guān)系:發(fā)布者/預(yù)訂者(Publisher/Subscriber)、報(bào)告分發(fā)(Report/Distribution)和客戶/服務(wù)器(Client/Server)。并在此基礎(chǔ)上,分析了EPA套