自20世纪70年代的集散控制系统的出现,传统的工业自动化控制系统出现了结构性的变革,控制系统的网络化成为了新的趋势。以数字串行通信为代表的现场总线标准成为20世纪末工业网络角逐对象。在它们纷争不断的同时,以太网借助于它丰富的应用优势,成为工业数据通信领域的一支有生力量。但是由于传统的以太网采用的是CSMA/CD的总线访问机制,难以保证工业要求的通信实时性和避免数据冲突的要求,因此国内外开始研究兼容商用以太网的改进措施。　　本课题通过研究EPA(Ethernet for Plant Automation,基于以太网的工厂自动化)实时以太网标准的通信特点,分别在精确时间同步、确定性通信调度、EPA实时通信服务等几个关键问题进行了深入的探讨,论文主要工作如下:　　1.精确时间同步　　时间同步是网络控制系统中统一时间基准的关键技术。本文主要基于IEEE1588的同步机制,提出改进的TPS时间同步算法,利用线性回归的方法完成频率调整;采用概率同步的机制,用最小的报文数量完成指定精度的时间同步;构建以传输时延误差和它的误差变化率为输入的模糊控制,进行在线的时间偏差和频率变化的调整。为了减少系统对单个主时钟的依赖,提出了最佳主时钟算法,容许节点能根据多个主时钟的特性推选最佳的主时钟。同时,改进了精确获取时间戳的方法,在网络中断中通过二次读技术,减少时间读的误差。　　2.确定性通信调度　　EPA通信调度实体采用基于优先级和措施发送的机制来确保通信确定性。本文在实现EPA通信调度实体的基础上,改进了其静态优先级策略,增加动态优先级调整策略,确保非周期报文均有机会得到访问总线的机会。同时在通信调度的基础上,增加了对链路时延矩阵的考虑,提高通信调度的精度。　　3.EPA实时通信服务　　研究了EPA定义的三种应用关系:发布者/预订者(Publisher/Subscriber)、报告分发(Report/Distribution)和客户/服务器(Client/Server)。并在此基础上,分析了EPA套接字Socket、应用访问服务和系统管理服务的设计与实现。在发布者/预订者应用关系下,报文递交时间的抖动性问题得到很好的解决。　　通过这些关键技术的研究,设计了具有EPA实时调度通信的EPA通信卡,它通过浙大中控公司的协议一致性测试,且应用到四联仪器仪表集团的阀门定位器和电磁流量计仪表中,实现与沈阳自动化所、浙大中控和大连理工大学EPA控制系统互联。