EPA在智能仪表中的应用研究

王延宗

摘 要：EPA是我国自主研发并拥有知识产权的第一个国际工业自动化标准，近年来，被广泛应用在智能仪表通信的硬件及软件设计中，成为现场智能仪表设计的关键性技术之一。基于上述背景，本文简述了EPA标准，并采用文献查阅、整理的方法，对EPA标准在智能仪表技术中的应用进行了详细综述，在此基础上，展望了EPA标准应用于智能仪表开发的发展，以期为同类课题的研究给出一些参考。

关键词：EPA 智能仪表 应用研发

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（b）-0001-01

1 EPA标准简介

EPA是Ethernet for Plant Automation的简写，是由我国浙江大学、浙江中控技术有限公司等科研机构联合制定的一个工业实时以太网标准。EPA标准的制定凝聚了我国科研人员的心血，从2001年开始，浙江大学、浙江中控技术有限公司、清华大学等科研机构便开始着手制定EPA标准。2003年1月份，浙江大学、浙江中控提交的《用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信标准》通过专家评审。2005年12月，EPA被证实列入现场总线国际标准IEC61158（第四版），宣告我国自行执行的第一个国际工业自动化标准的诞生。

2 EPA标准在智能仪表技术中的应用综述

杨杰（2006）研究并设计了一个基于EPA标准的工业智能仪表接口系统。该接口系统包含EPA接口硬件模块和EPA接口软件平台两部分，其中，硬件平台以高性能的AT91R40008处理器为核心模块，结合10M/100M自适应AX88796网络芯片、SST39VF160 FLASH存储器等硬件设备，通过EPA接口，将总线连接在一起，实现个硬件模块之间的通信；而软件平台则在EPA协议软件仿真平台上开发，主要分为资源块、转换块和功能块三部分。整套EPA接口可被应用在1151压差变压器、电磁流量计等智能仪表上，经测试，取得了良好的效果。

包伟华（2006）等人研究了一种基于EPA标准的现场智能仪表。在具体的硬件设计中，EPA通信卡被应用在智能变送器仪表与其他硬件单元的通讯连接中，通信卡的主要硬件模块包含以太网接口电路、以太网控制器、电源电路、RISC ARM处理器单元、外围电路和接口电路；而软件部分的开发则包含EPA用户应用程序、EPA通信栈软件包和硬件驱动程序模块等。整套系统在硬、软件的作用下，借助EPA标准，能够实现现场仪表的远程组态、远程标定和远程故障诊断等功能，从而使现场仪表的智能化、数字化和网络化水平得到明显提升。

赵斌（2008）以C3000智能过程控制器为基础，研究并设计了一种EPA接口卡，并开发了相应的监控软件。该套系统使用可编程逻辑器件CPLD和RAM实现智能仪表与EPA卡之间的数据通讯，满足了智能仪表可扩充性的应用需求。此外，整套接口卡的硬件部分包含电源模块、EPA芯片爽片选模块、网络变压器模块等，软件部分包含变量发布服务处理子程序、变量读写服务处理子程序、系统管理服务处理子程序等。系统顺利通过了在PC机上的测试应用，为CPLD应用于EPA和智能仪表中的通讯应用研究提供了第一手素材。

徐光辉（2009）详细探究了EPA标准应用于智能仪表的技术性原理。他认为：应用EPA标准，工程技术人员可以研发出通信接口卡，让其在智能仪表与EPA控制网络中起到一个桥梁作用。整个数据通讯过程中，EPA通信接口卡能够接收控制网络中的数据包，并将其译码为智能仪表能够识别的信息，同时，接口卡能够将收集智能仪表的反馈信息，将其发送到EPA网络中，如此一来，智能仪表与EPA网络之间实现了完整通讯。

顾阳（2011）研究了一种基于EPA标准的智能仪表通信接口卡。在具体的研究中，他以智能阀门定位器为研究对象，为其量身定做了EPA通信卡，与之前学者研究方向不同，在该套系统的软件开发中，他引入了AI和AO两种功能模块的软件设计流程，为其设计了专用的接口程序、串口通讯程序。整套接口系统通过了浙江中控技术有限公司的协议一致性和互操作性测试，具有很强的实际应用价值。

3 EPA标准在智能仪表技术中的应用展望

综合已有的研究成果，不难发现，国内学者关于EPA在智能仪表中的应用研究较为丰富，就现有的研究成果而言，EPA标准大多被应用在智能仪表的通讯接口电路设计中，且相应的接口电路具备很强的扩展性，稍加变换，便可应用在其他智能仪表设备中，例如，电量变送器、压差变压器、电磁流量计等智能仪表的设计中，都能够发现EPA标准的身影。

就目前的研究来看，EPA标准应用于智能仪表的研究已较为成熟，在未来的研究中，依靠EPA标准，智能仪表通讯的智能化、延伸化、网络化水平将进一步提升。EPA标准也不再仅仅局限与智能仪表的接口通讯设计中，能够被拓展至智能仪表设计的更广领域。中控科技集团有限公司董事长储健就曾经指出：“在智能仪表的设计中，EPA标准具有跨时代意义，应用EPA，中国的智能仪表设计研发成本会更低、产品科技含量会更高，完全可以跟国外的智能仪表产品相抗衡。”由此可以预见，EPA标准在智能仪表研发领域的应用将更加广泛。

4 结语

本文以EPA标准在智能仪表中的应用作为主题，查阅了大量学者研究文献，对学者关于EPA标准应用于智能仪表的理论、实践成果进行了总结，在此基础上，提出了EPA在智能仪表研发领域应用的一些展望。智能仪表是在微电子技术不断发展前提下出现的新产物，将EPA接口标准运用到更多的现场智能仪表上，能够促进EPA智能仪表技术的推广，对国内智能仪表技术的发展具有深远意义。

参考文献

[1] 杨杰.工业仪表EAP接口的设计与开发[D].浙江大学，2006.

[2] 赵斌.EPA在智能仪表中的应用研究[D].浙江大学，2008.

[3] 顾阳.智能仪表EPA通信接口的开发[D].杭州电子科技大学，2011.

[4] 徐光辉.EPA 通信技术在智能仪表中的应用[J].科技创新导报，2009（5）：40.

[5] 包伟华.基于 EPA 标准的现场仪表研究与开发[J].中国仪器仪表，2006（6）：45.endprint