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        EPA在智能儀表中的應(yīng)用研究

        2014-12-03 03:03:31王延宗
        科技資訊 2014年26期
        關(guān)鍵詞:智能儀表

        王延宗

        摘 要:EPA是我國自主研發(fā)并擁有知識產(chǎn)權(quán)的第一個國際工業(yè)自動化標準,近年來,被廣泛應(yīng)用在智能儀表通信的硬件及軟件設(shè)計中,成為現(xiàn)場智能儀表設(shè)計的關(guān)鍵性技術(shù)之一?;谏鲜霰尘?,本文簡述了EPA標準,并采用文獻查閱、整理的方法,對EPA標準在智能儀表技術(shù)中的應(yīng)用進行了詳細綜述,在此基礎(chǔ)上,展望了EPA標準應(yīng)用于智能儀表開發(fā)的發(fā)展,以期為同類課題的研究給出一些參考。

        關(guān)鍵詞:EPA 智能儀表 應(yīng)用研發(fā)

        中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)09(b)-0001-01

        1 EPA標準簡介

        EPA是Ethernet for Plant Automation的簡寫,是由我國浙江大學(xué)、浙江中控技術(shù)有限公司等科研機構(gòu)聯(lián)合制定的一個工業(yè)實時以太網(wǎng)標準。EPA標準的制定凝聚了我國科研人員的心血,從2001年開始,浙江大學(xué)、浙江中控技術(shù)有限公司、清華大學(xué)等科研機構(gòu)便開始著手制定EPA標準。2003年1月份,浙江大學(xué)、浙江中控提交的《用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的EPA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信標準》通過專家評審。2005年12月,EPA被證實列入現(xiàn)場總線國際標準IEC61158(第四版),宣告我國自行執(zhí)行的第一個國際工業(yè)自動化標準的誕生。

        2 EPA標準在智能儀表技術(shù)中的應(yīng)用綜述

        楊杰(2006)研究并設(shè)計了一個基于EPA標準的工業(yè)智能儀表接口系統(tǒng)。該接口系統(tǒng)包含EPA接口硬件模塊和EPA接口軟件平臺兩部分,其中,硬件平臺以高性能的AT91R40008處理器為核心模塊,結(jié)合10M/100M自適應(yīng)AX88796網(wǎng)絡(luò)芯片、SST39VF160 FLASH存儲器等硬件設(shè)備,通過EPA接口,將總線連接在一起,實現(xiàn)個硬件模塊之間的通信;而軟件平臺則在EPA協(xié)議軟件仿真平臺上開發(fā),主要分為資源塊、轉(zhuǎn)換塊和功能塊三部分。整套EPA接口可被應(yīng)用在1151壓差變壓器、電磁流量計等智能儀表上,經(jīng)測試,取得了良好的效果。

        包偉華(2006)等人研究了一種基于EPA標準的現(xiàn)場智能儀表。在具體的硬件設(shè)計中,EPA通信卡被應(yīng)用在智能變送器儀表與其他硬件單元的通訊連接中,通信卡的主要硬件模塊包含以太網(wǎng)接口電路、以太網(wǎng)控制器、電源電路、RISC ARM處理器單元、外圍電路和接口電路;而軟件部分的開發(fā)則包含EPA用戶應(yīng)用程序、EPA通信棧軟件包和硬件驅(qū)動程序模塊等。整套系統(tǒng)在硬、軟件的作用下,借助EPA標準,能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場儀表的遠程組態(tài)、遠程標定和遠程故障診斷等功能,從而使現(xiàn)場儀表的智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化水平得到明顯提升。

        趙斌(2008)以C3000智能過程控制器為基礎(chǔ),研究并設(shè)計了一種EPA接口卡,并開發(fā)了相應(yīng)的監(jiān)控軟件。該套系統(tǒng)使用可編程邏輯器件CPLD和RAM實現(xiàn)智能儀表與EPA卡之間的數(shù)據(jù)通訊,滿足了智能儀表可擴充性的應(yīng)用需求。此外,整套接口卡的硬件部分包含電源模塊、EPA芯片爽片選模塊、網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊等,軟件部分包含變量發(fā)布服務(wù)處理子程序、變量讀寫服務(wù)處理子程序、系統(tǒng)管理服務(wù)處理子程序等。系統(tǒng)順利通過了在PC機上的測試應(yīng)用,為CPLD應(yīng)用于EPA和智能儀表中的通訊應(yīng)用研究提供了第一手素材。

        徐光輝(2009)詳細探究了EPA標準應(yīng)用于智能儀表的技術(shù)性原理。他認為:應(yīng)用EPA標準,工程技術(shù)人員可以研發(fā)出通信接口卡,讓其在智能儀表與EPA控制網(wǎng)絡(luò)中起到一個橋梁作用。整個數(shù)據(jù)通訊過程中,EPA通信接口卡能夠接收控制網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包,并將其譯碼為智能儀表能夠識別的信息,同時,接口卡能夠?qū)⑹占悄軆x表的反饋信息,將其發(fā)送到EPA網(wǎng)絡(luò)中,如此一來,智能儀表與EPA網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)了完整通訊。

        顧陽(2011)研究了一種基于EPA標準的智能儀表通信接口卡。在具體的研究中,他以智能閥門定位器為研究對象,為其量身定做了EPA通信卡,與之前學(xué)者研究方向不同,在該套系統(tǒng)的軟件開發(fā)中,他引入了AI和AO兩種功能模塊的軟件設(shè)計流程,為其設(shè)計了專用的接口程序、串口通訊程序。整套接口系統(tǒng)通過了浙江中控技術(shù)有限公司的協(xié)議一致性和互操作性測試,具有很強的實際應(yīng)用價值。

        3 EPA標準在智能儀表技術(shù)中的應(yīng)用展望

        綜合已有的研究成果,不難發(fā)現(xiàn),國內(nèi)學(xué)者關(guān)于EPA在智能儀表中的應(yīng)用研究較為豐富,就現(xiàn)有的研究成果而言,EPA標準大多被應(yīng)用在智能儀表的通訊接口電路設(shè)計中,且相應(yīng)的接口電路具備很強的擴展性,稍加變換,便可應(yīng)用在其他智能儀表設(shè)備中,例如,電量變送器、壓差變壓器、電磁流量計等智能儀表的設(shè)計中,都能夠發(fā)現(xiàn)EPA標準的身影。

        就目前的研究來看,EPA標準應(yīng)用于智能儀表的研究已較為成熟,在未來的研究中,依靠EPA標準,智能儀表通訊的智能化、延伸化、網(wǎng)絡(luò)化水平將進一步提升。EPA標準也不再僅僅局限與智能儀表的接口通訊設(shè)計中,能夠被拓展至智能儀表設(shè)計的更廣領(lǐng)域。中控科技集團有限公司董事長儲健就曾經(jīng)指出:“在智能儀表的設(shè)計中,EPA標準具有跨時代意義,應(yīng)用EPA,中國的智能儀表設(shè)計研發(fā)成本會更低、產(chǎn)品科技含量會更高,完全可以跟國外的智能儀表產(chǎn)品相抗衡?!庇纱丝梢灶A(yù)見,EPA標準在智能儀表研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛。

        4 結(jié)語

        本文以EPA標準在智能儀表中的應(yīng)用作為主題,查閱了大量學(xué)者研究文獻,對學(xué)者關(guān)于EPA標準應(yīng)用于智能儀表的理論、實踐成果進行了總結(jié),在此基礎(chǔ)上,提出了EPA在智能儀表研發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用的一些展望。智能儀表是在微電子技術(shù)不斷發(fā)展前提下出現(xiàn)的新產(chǎn)物,將EPA接口標準運用到更多的現(xiàn)場智能儀表上,能夠促進EPA智能儀表技術(shù)的推廣,對國內(nèi)智能儀表技術(shù)的發(fā)展具有深遠意義。

        參考文獻

        [1] 楊杰.工業(yè)儀表EAP接口的設(shè)計與開發(fā)[D].浙江大學(xué),2006.

        [2] 趙斌.EPA在智能儀表中的應(yīng)用研究[D].浙江大學(xué),2008.

        [3] 顧陽.智能儀表EPA通信接口的開發(fā)[D].杭州電子科技大學(xué),2011.

        [4] 徐光輝.EPA 通信技術(shù)在智能儀表中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2009(5):40.

        [5] 包偉華.基于 EPA 標準的現(xiàn)場儀表研究與開發(fā)[J].中國儀器儀表,2006(6):45.endprint

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