EPA协议一致性测试方法

EPA是我国第一个拥有自主知识产权并被国际电工委员会(IEC)认可的工业自动化领域国际标准。本文在研究EPA协议一致性测试原理、静态测试与动态测试方法与实现技术的基础上,参照TTCN的结构框架对EPA抽象测试集进行形式化描述,提出了一种EPA协议一致性测试的方法,阐述了EPA协议实现一致性说明和协议实施附加信息的生成方法,并以变量写服务的测试为例,说明了EPA协议一致性测试流程。国家863/CIMS验收专家组委托的专家测试表明这种测试方法能够准确测试出被测协议实现与标准的一致程度。

EPA通信调度测试方法与实现技术

介绍了EPA通信协议模型和EPA通信调度规程,根据通信调度的原理和要求,研究了EPA协议确定性调度的测试原理,提出了测试EPA确定性调度的方法和系统结构,对调度偏差和调度顺序分别论述了其相应的测试流程。通过测试系统的实际应用证明这种测试方法能够准确地测试被测设备调度实体的实现与EPA标准的符合程度。

EPA时间同步测试方法与实现技术

根据简单网络时间协议(SNTP)和IEEE1588精密时间协议的同步原理,研究了EPA协议中时间同步的测试方法与实现;提出了测试EPA时间同步的方法和系统结构;设计了EPA时间同步的测试流程,开发了EPA时间同步的测试平台。通过实际应用,证明这种测试方法能够准确地测试被测设备的时间同步精度是否符合EPA标准。

EPA协议一致性测试方法研究

研究了EPA协议一致性测试原理、静态测试与动态测试方法及其实现技术;参照TTCN的结构框架定义了一种描述EPA抽象测试集的类形式化语言,提出了EPA协议实现一致性说明和协议实施附加信息的生成方法;研发了一种EPA协议一致性测试的方法,并以变量写服务的测试为例,说明了EPA协议一致性测试系统的测试过程。通过EPA一致性测试系统的实际应用,证明这种测试方法能够准确测试出被测协议实现与标准的一致程度。

EPA与PROFIBUS-DP协议转换网关的设计

针对当前各种总线共存、无法实现互连互通的状况,通过对EPA和PROFIBUS-DP基本特性的分析,提出了EPA与PROFIBUS-DP总线互连的协议转换网关模型,详细介绍了该协议转换网关的硬件结构和软件实现方法,构建了实验测试网络,实际测试表明所研发的EPA与PROFIBUS-DP协议转换网关运行稳定可靠。

基于EPA标准的多现场总线矿用综采监控系统

煤矿中存在多条采用不同技术标准的现场总线,各现场总线设备之间相互独立,无法进行统一监控管理,不利于提高煤矿的生产效率。基于EPA标准,提出了一种将多种现场总线进行统一监控的网络体系,并对相关通信协议的转换进行了论述。

EPA通信协议在μC/OS-Ⅱ中的设计与实现

本文提出了一种基于μC/OS-II嵌入式系统的EPA通信协议的实现方案。简要介绍了EPA通信协议和模型,针对在以μC/OS-II嵌入式系统为平台实现EPA设备通信的需求,提出了设计思路及其构建方法,并在实验系统上得到应用。

EPA协议确定性调度测试系统的研究与实现

基于EPA通信规范与EPA协议一致性测试规范,研究了对EPA网络进行确定性调度测试的方法,阐述了EPA网络确定性调度测试的实现技术。实践证明,开发的EPA协议确定性调度测试系统,可读取/修改目标设备的组态信息,可还原EPA网络上的报文传输情况,并能对EPA网络进行确定性调度测试。

MRP协议在EPA实时以太网中的研究与应用

针对目前现场工业环境中EPA实时以太网通讯时数据传输的可靠性、确定性与实时性难以得到保证的问题,依据IEC62439网络冗余协议的特点,提出用于解决这一问题的EPA实时以太网网络MRP冗余通讯协议。设计并实现了应用于EPA实时以太网中的MRP网络冗余通讯和网络拓扑发现系统,当网络产生动荡后,可以以毫秒级的网络收敛速度使EPA实时以太网的网络再一次达到网络通讯稳定状态。最后,本文对该系统网络收敛性和网络拓扑发现功能进行了测试。测试结果表明,MRP冗余通讯解决方案能够满足EPA实时以太网的网络性能需求。

EPA网络安全方案的设计与实现

EPA标准是我国第一个拥有自主知识产权并被认可的工业自动化领域的国际标准。在分析EPA网络安全威胁的基础上,结合EPA网络的安全需求,利用已有的信息安全技术,提出适用于EPA网络的安全机制,包括EPA设备鉴别、EPA访问控制、EPA完整性校验和EPA报文加密4种安全机制,从而构建EPA网络安全方案。通过搭建EPA安全系统,测试并验证EPA安全协议栈的安全性、计算开销、存储开销和时间开销。实验结果表明,以较小的代价极大地提高了EPA网络的安全性,有效保障EPA网络的可用性、完整性和保密性。

EPA网络安全组态技术

针对工业控制中EPA网络的网关安全问题,基于EPA组态软件,提出EPA网络安全组态技术。设计EPA网络安全组态模块,通过组态功能块定义访问控制对象,设置加密密钥、校验密钥、校验算法。访问控制对象经编译后下载到安全设备中,决定安全设备的运行状态。测试结果表明,该技术可提升工业控制领域EPA网络控制的安全性和可靠性。

EPA协议应用服务的安全性研究

通过对EPA应用服务进行安全性分析,针对EPA服务的访问控制、欺骗、拒绝服务3种漏洞,提出服务响应报文与EPA访问控制漏洞特征相匹配的漏洞检测方式以及拒绝服务攻击、欺骗网络模拟攻击的安全测试方法。在搭建的EPA网络测试环境中,通过设计的安全测试方法验证漏洞的存在,并提出EPA服务防御策略。

EPA网络芯片验证与测试

提出一种EPA网络芯片的验证方法。介绍EPA网络芯片的功能和结构,设计基于虚拟设备的EPA网络环境,从验证网络通信接口和调度正确性的角度,将设计的EPA网络芯片接入到已有EPA网络中进行测试。测试结果表明,该仿真系统的同步精度在1μs以内,能满足使用需求,且验证了现场可编程逻辑门阵列作为从时钟程序的稳定性。

EPA调度算法信道利用率分析及仿真

分析EPA微网段中EPA通信调度管理实体的调度原理,讨论EPA通信调度算法的信道使用效率,并给出在一定条件下,周期数据传输阶段的信道利用率和非周期数据传输阶段的信道利用率。通过理论推导得出上限值及下限值。根据OPNET Modeler创建EPA仿真模型,证明EPA调度算法的信道利用率能够达到理论值的最大值与最小值,验证了理论推导结果的正确性。

EPA最佳主时钟的控制算法研究

为满足EPA网络时间同步的高精度要求,建立了一种二维模糊控制器来确定设备自身时钟的优劣层次,系统采用公平竞争的方法从众多现场设备中快速、准确地决策一个时钟性能最好的设备作为EPA系统的最佳主时钟,保证了系统运行的稳定性,降低了本地时钟的波动,使现场设备的时钟同步精度提高到50μs。

基于EPA的PID功能块的设计及实现

本文介绍了EPA功能块基本模型及功能块定义;并主要描述了PID功能块在单片机上的设计方案及PID功能块过程控制算法的具体实现,并通过组态软件验证了PID的过程控制算法及抗干扰的功能。

EPA网络控制系统时钟同步主时钟控制算法研究

为满足EPA网络控制系统时间同步的高精度要求,由EPA子网通讯确定性调度机制构建虚拟链路,建立基于时钟精度差的多层次主时钟选择算法。引入IEEE1588时钟变量σPTP,动态调整时钟精度偏差(CPD:Clock Precision Difference)与时间值偏差(TVD:Time Value Difference)为权重的时钟优先级(CP),建立一种二维模糊控制器确定设备时钟性能优劣层次,而系统采用公平竞争的方法从众多现场设备中快速、准确地决策一个时钟性能最好的设备作为EPA系统的最佳主时钟,保证了系统运行的稳定性,降低了本地时钟的波动,使时钟同步精度提高到50微秒。

基于EPA标准功能块的设计与实现

详细介绍了EPA功能块的设计与实现,概要介绍了EPA通信协议栈的设计与实现以及二者之间的互连,通过案例分析详尽说明了EPA功能块在现场设备通信模块与网络控制系统中的实现方案。

EPA实时工业以太网通信协议的研究

EPA标准是我国提出的一种工业以太网实时通信系统规范,适用于自动化仪器仪表之间以及工业自动化控制系统和仪器仪表间的通信。在介绍了通信协议模型以及设备间通信过程的基础上,对EPA协议栈进行了模块化设计,并重点叙述了通信调度实体的实现。基于ARM7和μC/OS-Ⅱ构建的平台,实现了数据采集装置的EPA通信。同时,这对EPA实时工业以太网通信协议的研究也具有重要的意义。

EPA通信协议栈的设计与实现

在分析EPA标准通信模型的基础上,对EPA通信协议栈进行了系统设计,利用C8051F120单片机和RTL8019AS网卡芯片开发EPA通信模块,给出了EPA标准通信协议栈在该模块上的实现过程。测试表明,该协议栈完全符合EPA标准,且运行稳定,工作可靠。