现场总线技术在当前工业控制网络的现场层占据着主导地位。但是,也存在着没有一个统一的国际标准,通信速率低等缺点,这也在一定程度上阻碍了它进一步的推广应用。在这种情况下,使得工业界把以太网技术纳入了现场总线标准化工作的范畴,并陆续推出了HSE、EPA、PROFINET、Modbus/TCP等多种工业以太网协议。其中,EPA工业以太网标准为我国第一个拥有自主知识产权的现场总线标准,并正式进入现场总线国际标准IEC 61158(第四版),成为被IEC承认的国际现场总线标准。 EPA现场仪表是EPA控制系统的重要组成部分,它在低功耗、可靠性、实时性等方面都有着特殊的要求。因此,现场智能仪表的设计和开发是EPA系统的关键性技术之一。 论文在深入分析了当前工业仪表的发展趋势及设计思想的基础上,提出了工业仪表的EPA接口的设计与开发。通过该接口可以改造原来传统工业仪表,使之成为EPA智能仪表。 论文针对EPA接口的软、硬件设计进行了深入而细致的分析和阐述。根据目前工业仪表设计的要求,在EPA接口硬件设计中,综合采用了大量低功耗设计和可靠性设计方法。在详细阐述各项低功耗设计的基础上,对系统的功耗作了全面的分析。在详细分析了元器件级的可靠性设计和系统级的软硬件可靠性设计的原理和方法的基础上,针对EPA接口中采用的各种可靠性设计方法,给出了详细的设计过程。 EPA接口软件设计中,针对不仅要求现场仪表能提供过程参数的测量信息,而且要求能提供包括设备自身及过程的诊断信息、管理信息等附加信息,提出了采用功能块的形式来支持仪表功能实现的设计方法。 EPA接口在差压变送器等一些传统仪表上成功应用,为以后EPA智能仪表的设计与开发提供了有利的借鉴。