近年来,工业控制网络在工业控制系统中发挥着越来越重要的作用。从现场总线到工业以太网,无处不突出工控网络实时性能的重要性,实时以太网成为该领域最引人注目的新技术。Ethernet POWERLINK(EPL)协议由于硬实时性好、开源、便于移植等优点,在工业控制领域有着比较广泛的应用。目前国内外学者对EPL协议的研究大多集中于其在运动控制领域的工程应用,而对协议机理模型仿真分析的研究相对较少。本文从协议整体架构、软件实现、机理建模、实时策略仿真和应用实例等角度对EPL协议进行了深入研究。本文的主要研究内容和创新如下：1)研究了EPL协议在Linux实时操作系统和FPGA平台上的具体实现过程。2)用OPNET软件建立EPL网络仿真模型：根据EPL DLL状态机建立MNDLL、CN DLL进程模型；根据EPL协议层次划分,建立MN、CN节点模型；根据工业现场常用的网络结构,建立网络模型。3)通过研究同步数据的端到端通信延迟来研究EPL协议的同步实时性。模型仿真表明：理想情况下,端到端通信延迟与节点个数无关,与帧长度成正比,与通信速率成反比；EPL协议同步实时性远远好于以太网,完全满足控制领域的实时性要求。4)通过研究异步报警数据的响应延迟来研究EPL协议的异步实时性。提出了一种与现有EPL标准兼容的异步实时报警处理策略,根据该策略分三个情景仿真,研究了EPL协议的异步实时性。5)将EPL协议应用于UWinSOE系统中,解决该系统由于事件发生频率过高,记录易被覆盖的问题。同时,提出了一种基于GPS的SOE时钟同步方法,使UWinSOE系统同步精度达到微秒级。设计了可容纳海量SOE记录的分辨率可达0.5毫秒的事件顺序记录系统。该实例扩充了EPL协议的应用范围。