在现代工业自动化应用中,过程控制和制造系统必须具有强大的确定和实时性能,而传统以太网由于其局限性无法满足网络性能需求,时间敏感网络(TimeSensitive Networking,TSN)的出现解决了这一问题。调度机制是TSN的核心内容之一,因此研究面向工业自动化应用的TSN数据调度机制,确保工业关键数据的确定性和实时性传输显得尤为重要。本文以保证工业自动化网络中关键数据的确定性和实时性传输为目标,提出了一种面向工业自动化应用的TSN数据调度方案。论文的主要研究工作如下:1.针对工业自动化网络中数据的传输性能要求,结合对现有TSN调度机制的分析,提出了一种面向工业自动化应用的TSN数据调度方案。该方案根据工业应用需求定义了数据的调度优先级和服务质量(Quality of Service,Qo S)要求,对于不同的调度队列设计了相应的调度机制和传输模式,为高优先级数据提供了高效、稳定的传输保障,满足了工业关键数据传输的确定性和实时性要求。2.针对本文提出的TSN数据调度方案,计算了网络中CDT类和SR类数据的最坏情况端到端时延,并提出了一种基于TSN-DE算法的网络带宽参数优化方法。该优化方法以网络带宽和网络可调度限制条件为约束,综合考虑了数据传输的实时性和网络带宽利用率,使网络带宽参数的配置达到动态最优。3.利用基于OMNe T++的TSN仿真器Ne STi Ng搭建了TSN仿真平台,通过构建典型的工业自动化TSN仿真拓扑,验证了本文调度方案的可行性。仿真结果表明:本文的调度方案合理可行,满足了数据传输的实时性和系统可调度要求。4.利用Matlab实现了TSN-DE算法,计算结果表明该算法能够快速收敛,符合了优化方法的需求;随后构建仿真拓扑,分别采用本文方法和对比文献的网络带宽参数进行仿真实验,对所提出的最坏情况端到端时延公式和网络带宽参数优化方法进行了对比验证。仿真结果表明:本文的最坏情况端到端时延公式为评估数据传输的实时性提供了安全的上界限,网络带宽参数优化方法能够根据网络负载的变化调整预留带宽参数,有效地平衡了数据传输的实时性和网络带宽利用率。