EPA在智能儀表中的應用研究

王延宗

摘 要：EPA是我國自主研發并擁有知識產權的第一個國際工業自動化標準，近年來，被廣泛應用在智能儀表通信的硬件及軟件設計中，成為現場智能儀表設計的關鍵性技術之一。基于上述背景，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中的應用進行了詳細綜述，在此基礎上，展望了EPA標準應用于智能儀表開發的發展，以期為同類課題的研究給出一些參考。

關鍵詞：EPA 智能儀表 應用研發

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、浙江中控技術有限公司等科研機構聯合制定的一個工業實時以太網標準。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、浙江中控技術有限公司、清華大學等科研機構便開始著手制定EPA標準。2003年1月份，浙江大學、浙江中控提交的《用于工業測量與控制系統的EPA系統結構與通信標準》通過專家評審。2005年12月，EPA被證實列入現場總線國際標準IEC61158（第四版），宣告我國自行執行的第一個國際工業自動化標準的誕生。

2 EPA標準在智能儀表技術中的應用綜述

楊杰（2006）研究并設計了一個基于EPA標準的工業智能儀表接口系統。該接口系統包含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，結合10M/100M自適應AX88796網絡芯片、SST39VF160 FLASH存儲器等硬件設備，通過EPA接口，將總線連接在一起，實現個硬件模塊之間的通信；而軟件平臺則在EPA協議軟件仿真平臺上開發，主要分為資源塊、轉換塊和功能塊三部分。整套EPA接口可被應用在1151壓差變壓器、電磁流量計等智能儀表上，經測試，取得了良好的效果。

包偉華（2006）等人研究了一種基于EPA標準的現場智能儀表。在具體的硬件設計中，EPA通信卡被應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接口電路、以太網控制器、電源電路、RISC ARM處理器單元、外圍電路和接口電路；而軟件部分的開發則包含EPA用戶應用程序、EPA通信棧軟件包和硬件驅動程序模塊等。整套系統在硬、軟件的作用下，借助EPA標準，能夠實現現場儀表的遠程組態、遠程標定和遠程故障診斷等功能，從而使現場儀表的智能化、數字化和網絡化水平得到明顯提升。

趙斌（2008）以C3000智能過程控制器為基礎，研究并設計了一種EPA接口卡，并開發了相應的監控軟件。該套系統使用可編程邏輯器件CPLD和RAM實現智能儀表與EPA卡之間的數據通訊，滿足了智能儀表可擴充性的應用需求。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、網絡變壓器模塊等，軟件部分包含變量發布服務處理子程序、變量讀寫服務處理子程序、系統管理服務處理子程序等。系統順利通過了在PC機上的測試應用，為CPLD應用于EPA和智能儀表中的通訊應用研究提供了第一手素材。

徐光輝（2009）詳細探究了EPA標準應用于智能儀表的技術性原理。他認為：應用EPA標準，工程技術人員可以研發出通信接口卡，讓其在智能儀表與EPA控制網絡中起到一個橋梁作用。整個數據通訊過程中，EPA通信接口卡能夠接收控制網絡中的數據包，并將其譯碼為智能儀表能夠識別的信息，同時，接口卡能夠將收集智能儀表的反饋信息，將其發送到EPA網絡中，如此一來，智能儀表與EPA網絡之間實現了完整通訊。

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，與之前學者研究方向不同，在該套系統的軟件開發中，他引入了AI和AO兩種功能模塊的軟件設計流程，為其設計了專用的接口程序、串口通訊程序。整套接口系統通過了浙江中控技術有限公司的協議一致性和互操作性測試，具有很強的實際應用價值。

3 EPA標準在智能儀表技術中的應用展望

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

就目前的研究來看，EPA標準應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、網絡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計中，能夠被拓展至智能儀表設計的更廣領域。中控科技集團有限公司董事長儲健就曾經指出：“在智能儀表的設計中，EPA標準具有跨時代意義，應用EPA，中國的智能儀表設計研發成本會更低、產品科技含量會更高，完全可以跟國外的智能儀表產品相抗衡。”由此可以預見，EPA標準在智能儀表研發領域的應用將更加廣泛。

4 結語

本文以EPA標準在智能儀表中的應用作為主題，查閱了大量學者研究文獻，對學者關于EPA標準應用于智能儀表的理論、實踐成果進行了總結，在此基礎上，提出了EPA在智能儀表研發領域應用的一些展望。智能儀表是在微電子技術不斷發展前提下出現的新產物，將EPA接口標準運用到更多的現場智能儀表上，能夠促進EPA智能儀表技術的推廣，對國內智能儀表技術的發展具有深遠意義。

參考文獻

[1] 楊杰.工業儀表EAP接口的設計與開發[D].浙江大學，2006.

[2] 趙斌.EPA在智能儀表中的應用研究[D].浙江大學，2008.

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

[4] 徐光輝.EPA 通信技術在智能儀表中的應用[J].科技創新導報，2009（5）：40.

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