实时工业以太网技术 EPA及其应用解决方案PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 控制系统发展回顾 1

1.2 工业控制网络 4

1.3 工业以太网与实时以太网 8

1.4 EPA技术与标准 13

参考文献 16

第2章 EPA确定性与实时性通信技术 18

2.1 以太网的通信“不确定性” 18

2.2 EPA确定性通信机制 20

2.2.1 EPA确定性通信链路层模型 21

2.2.2 EPA确定性通信调度模型 23

2.2.3 EPA确定性通信调度规程 25

2.2.4 EPA时钟同步 27

2.3 EPA-FRT强实时通信技术 28

2.4 EPA-BRT数据流业务实时通信技术 33

2.5 EPA协议簇几种实时通信技术的比较 36

2.6 EPA实时性能分析 38

2.7 基于EPA的通信调度规划 50

2.8 小结 53

参考文献 53

第3章 EPA多网段设计技术 56

3.1 控制系统中的分网段技术 56

3.2 EPA多网段结构 57

3.3 EPA网桥 60

3.4 EPA无线网段接入 67

3.4.1 无线局域网微网段及其接入 68

3.4.2 蓝牙微网段及其接入 70

3.5 二层式EPA微网段及其子网划分 71

3.6 EPA多网段系统特点及性能分析 74

3.7 小结 77

参考文献 77

第4章 EPA线缆与安装技术 79

4.1 总体要求 79

4.2 EPA线缆与安装总体特性 81

4.2.1 网络拓扑的设计 81

4.2.2 通信介质 83

4.3 EPA网络供电 84

4.4 EPA本质安全与安全防爆 88

4.5 接地系统、雷击浪涌与防护 95

4.5.1 接地／等电位连接／参考地 95

4.5.2 雷击浪涌与防护 97

4.6 小结 101

参考文献 101

第5章 EPA网络可用性技术 102

5.1 工业以太网的可用性 102

5.2 分布式环网冗余技术 104

5.3 DRP冗余故障自诊断与自恢复 106

5.4 DRP与EPA协议的协同应用 113

5.5 DRP性能评估 121

5.6 小结 128

参考文献 128

第6章 EPA功能安全通信技术 130

6.1 功能安全与功能安全通信 130

6.1.1 安全功能响应时间 132

6.1.2 功能安全通信模型 132

6.1.3 工业控制网络通信的风险 134

6.2 EPA功能安全通信方案 136

6.2.1 EPASafety安全通信概念 136

6.2.2 EPASafety协议结构 137

6.2.3 EPASafety系统架构 137

6.2.4 EPA功能安全通信流程 138

6.3 EPA功能安全通信应对风险的解决措施 144

6.3.1 主要的EPASafety解决方法及与风险的对应关系 144

6.3.2 实例分析 146

6.4 EPA功能安全通信SIL等级评估方法 148

6.4.1 EPASafety通信模型SIL等级计算方法 148

6.4.2 EPASafety通信模型的SIL等级计算结果 149

6.5 小结 149

参考文献 149

第7章 EPA网络安全技术 150

7.1 工业控制系统的安全问题 150

7.1.1 工业控制系统网络的定义和特点 150

7.1.2 工业控制系统网络安全的提出和意义 150

7.1.3 IT系统与工业控制系统的差异 151

7.2 EPA安全概述 154

7.2.1 EPA网络安全特点 154

7.2.2 EPA网络安全的脆弱性分析 154

7.2.3 EPA安全威胁与安全目标 155

7.3 EPA纵深防御网络安全技术 155

7.3.1 EPA网络安全结构 156

7.3.2 EPA系统安全域边界控制器 157

7.3.3 EPA主机安全监控代理 158

7.3.4 EPA工业安全交换机 158

7.3.5 EPA监控层防火墙 159

7.3.6 EPA安全网桥 160

7.3.7 EPA系统统一智能安全管理平台 161

7.4 小结 164

参考文献 165

第8章 EPA功能块应用进程与设备描述 166

8.1 EPA功能块 166

8.1.1 EPA功能块与互可操作 166

8.1.2 EPA功能块的定义 167

8.1.3 EPA基本功能块、复合功能块 172

8.2 功能块的链接与通信 179

8.2.1 EPA功能块应用进程 179

8.2.2 功能块与链接对象 180

8.2.3 功能块与通信栈的通信 182

8.2.4 功能块的组态 183

8.3 设备描述 184

8.3.1 设备描述格式 185

8.3.2 设备描述要素 188

8.3.3 设备描述文件的解析 189

8.4 设备描述功能块应用举例 190

8.4.1 设备模型 190

8.4.2 EPA功能块模型 193

8.4.3 应用举例 194

8.5 小结 197

参考文献 198

第9章 EPA测试技术 199

9.1 EPA测试的内容 199

9.2 一致性测试 199

9.2.1 一致性测试的目的和内容 199

9.2.2 一致性测试的方法 200

9.2.3 一致性测试的原理 200

9.2.4 一致性测试的系统模型 202

9.3 实时性测试 203

9.3.1 递交时间测试 203

9.3.2 时钟同步精度测试 204

9.3.3 网络吞吐量测试 205

9.3.4 非实时通信带宽测试 206

9.3.5 冗余恢复时间测试 206

9.4 互可操作性测试 206

9.4.1 互操作测试系统结构 206

9.4.2 互操作测试内容 207

9.4.3 EPA互操作测试的实施 209

9.5 小结 209

参考文献 209

第10章 EPA组态 211

10.1 EPA系统组态要求 211

10.2 EPA组态软件概述 212

10.2.1 组态概念 212

10.2.2 软件概述 214

10.3 EPA图形化组态与物理映射 215

10.3.1 主界面说明 215

10.3.2 设备管理 219

10.3.3 设备详细信息访问 229

10.3.4 控制策略组态 231

10.3.5 时间组态 235

10.3.6 功能安全 236

10.3.7 信息保存 236

10.3.8 应用实例 237

10.4 EPA通信在线监控与诊断 241

10.5 小结 243

参考文献 243

第11章 基于EPA的控制系统的实际应用 244

11.1 基于EPA系统在华东制药的工程应用 244

11.1.1 工艺简介 244

11.1.2 系统的安装布置 245

11.1.3 系统控制方案实施与应用 247

11.2 基于EPA的系统在安全适用场合的应用 248

11.3 小结 250