每人都有能力、有条件使用EtherCAT

在工业通讯领域，各自为政的标准之争历来已久，而开放和统一却是市场所需，也是通讯技术的发展趋势。上世纪末、本世纪初，在商业应用中取得巨大成功的以太网进入工业应用成为共识，终于暂时停息了现场总线的门户之争，ModbusTCP/IP、PROFINET、Ethernet/IP、HSE等工业以太网标准分别顺势而生，随后，EtherCAT、Powerlink、EPA等又横空出世，一时间，工业以太网成为工业通讯的主流发展方向。 在众多的工业以太网标准中，开放式实时以太网EtherCAT是近年来发展最快、支持会员最多的标准之一。2005年2月，EtherCAT通过96% 的IEC会员投票表决，正式成为IEC规范——IEC/PAS 62407；截至2005年11月，EtherCAT已有来自25个国家和地区的近300名企业成员。 与那些耳熟能详的标准不同，EtherCAT 虽然已经拥有中国的成员企业，但在中国市场并没有正式推广，属于中国工业以太网市场的后来者。2006年6月，ETG（EtherCAT技术组）常务理事Mr. Martin Rostan第一次来到中国正式面向中国市场推广EtherCAT。中国工控网（www.gongkong.com）借此专访了Mr. Martin Rostan。 记者：请您简单地介绍一下EtherCAT及其在国际上应用的情况。EtherCAT进入中国，能给以下两种用户带来哪些价值：（1）没有使用过工业以太网的用户，（2）正在使用其它标准的工业通讯用户。 Mr. Martin Rostan： EtherCAT(Ethernet for control automation technology) 是德国倍福（Beckhoff）提出的针对工业自动化的开放式实时以太网解决方案，其特点是性能优越、操作简便。EtherCAT可以用简单的线性拓扑结构来取代以太网常用的星形结构，也可以采用“传统”方式，即采用网络交换机进行布线，以便整合其他的以太网设备。主站无须专用接口卡，只需采用标准以太网卡即可实现与任何一台以太网控制器的连接。因此EtherCAT也非常适用于小型和中型的控制领域，从而为分布式I/O开辟了新的应用领域。EtherCAT技术出色的性能打破了传统现场总线的瓶颈，实现了一种与现代工业PC的强大运算能力相匹配的通信技术。 在机械设备控制中，I/O、驱动和控制器集成在一起，要求在简单结构下达到非常高的性能和速度，EtherCAT便是理想的选择。EtherCAT的第一批应用即在运动控制中。在不需要高速度和高性能的情况下，可以发挥EtherCAT拓扑结构灵活的优势，比如应用在物流行业。此外，在其它行业，如半导体、机器人、压机、注塑、木材加工、安装生产线、液压传动等行业，EtherCAT都取得了广泛的应用。空中客车公司就在其飞机制造生产线中，运用EtherCAT作机翼强度测试。 由于EtherCAT的易用性，对没有工业以太网经验的用户而言，非常适合，因为EtherCAT类似于TCP/IP，无需手动设置地址、无需配置交换机，能自动实现功能配置、精确定位诊断，并不需要IT专家。对于已经有现场总线使用经验的用户而言，EtherCAT和其它总线方式一样，使用起来就更简便了。最为重要的是，不管是哪类用户，EtherCAT都能以低成本组建性能优越、开放实时的工业通讯方案，用户可以用简单的总线型拓扑结构取代昂的星型以太网拓扑结构，无需昂贵的基础组件。 记者：开放、实时是EtherCAT的特点，众所周知，开放是以太网本身的优点，而实时则是以太网的不足，请问该怎样理解EtherCAT的开放和实时？ Mr. Martin Rostan： 的确如此。以太网是开放的，但实时性是欠缺的。工业以太网是在商用以太网的基础上改进而来的，EtherCAT在做这种改进时，首先就保持了其开放性。工业以太网是否开放的一个重要体现就是有多少供应商为此提供主站。据我所知，其它的工业以太网，都没有多少供应商提供相应的主站。在今年的德国汉诺威展览会上，在8种操作系统下面，共有来自10个供应商的主站支持EtherCAT，有两种开放源的主站，此即EtherCAT开放性的明证。 关于实时性，EtherCAT使网络性能达到了一个新境界。借助于从站硬件集成以及网络控制器主站的直接内存读取，整个协议的处理过程都在硬件中实现，因此完全独立于协议堆栈的实时运行系统、CPU性能或软件实现方式。1000个I/O的更新时间只需30μs，其中还包括I/O周期时间。单个以太网帧最多可运行1486字节的过程数据交换，几乎相当于12000个数字输入和输出，而传送这些数据仅需耗时300μs。 记者：EtherCAT似乎比较专注于FA市场，而在PA市场中少见其应用？ Mr. Martin Rostan： EtherCAT出自德国倍福，而倍福的产品偏向于FA市场，因此EtherCAT研发的目标市场主要是针对FA应用。正如中国的EPA来自DCS厂家，因此EPA更适合在流程工业。事实上，由于EtherCAT具有冗余功能，在过程自动化中也是适用的，EtherCAT现有的客户就经常要求在PA中使用，相信EtherCAT将来也会进入过程自动化。 记者：目前，许多大公司都在推广自己的工业以太网标准，如此众多的标准，是否会造成和现场总线一样互不兼容的孤岛现象？ Mr. Martin Rostan： 目前，在通讯标准的选择上，用户多少有些无奈。比如在FA中，用户是先选择产品和产品的生产厂家，再选择通讯标准的，比如用户如果选择了西门子的PLC，那就必须选择ProfiNet，如果选择的是罗克韦尔的PLC，则必须选择EtherNet/IP作为通讯标准。 而合理的选择顺序应该是，先技术再产品。EtherCAT是作为第三方的中立技术标准，ETG专注于其技术推广。作为一项不以产品市场为支撑的中立技术标准，目前EtherCAT在欧洲市场中已排名第三，且其快速的发展使得EtherCAT即将成为排名第二的标准。EtherCAT还拥有最为广泛的企业成员，因此，用户完全可以做到先选择EtherCAT，再选择合适的产品。例如，知名软件供应商3S，已经将EtherCAT作为一个包植入其软件产品中，而目前许多用户都在使用3S，对他们来说就非常方便。在今年的汉诺威展览会上，许多供应商都选择了支持EtherCAT，这就证明了EtherCAT在技术上的先进性，易用、更快、更简单的执行、更便宜——这就是EtherCAT强大的优势。 我相信，当技术标准成为用户的首选时，工业以太网将不会再现现场总线那样的各自为政现象。 记者：说到中立，您个人是ETG的常务理事，又是Beckhoff的技术市场总监，请问这种双重身份是否有碍于ETG的中立发展？ Mr. Martin Rostan： 在自动化技术发展的历程中，产品供应商的作用无可替代。在过去，几乎所有的技术都需要依靠厂家来推动发展，因为技术最终需要付诸于产品的应用，对技术发展而言，供应商的参与应该是好事。最重要的一点是，也是衡量技术是否中立的唯一标志，即其它的厂家是否支持该标准，是否愿意投入资源推出支持此标准的产品。恰恰在这一点上，EtherCAT是值得信赖的，不但拥有最多的成员企业，且这些企业中包括很多国际大公司，比如ABB、博世、松下、富士电机、三星、丹纳赫、菲利普、研华、控创、NI、SEW、FESTO、TURCK等等。 当然，作为这项开放技术的推动者，Beckhoff也会开发更多基于EtherCAT的产品，同时，通过推进EtherCAT，Beckhoff也得以提升自己的品牌，是一种双赢的效果。 记者：EtherCAT技术组织（ETG）还是第一次进入中国，对EtherCAT在中国的被接受程度，现在的状况如何？未来会是怎样的前景？您准备怎样开展在中国的推广工作？ Mr. Martin Rostan： 目前，EtherCAT已经有一些中国的成员企业，如研华科技、浙江中控、泓格科技、MOXA等。这次我代表ETG首次在中国出现，是表示对中国市场的重视和尊重，我们期待中国用户和供应商更多地认识EtherCAT的价值，并予以接纳，希望更多的供应商加入ETG，一起推广这项开放的技术。由于中国市场比较开放，善于接受新技术，因此我非常自信，相信EtherCAT能更多地被接纳，因为通过这几天与中国用户的交流，我切身感觉到了中国用户对开放而先进的新技术的需求非常强烈。 在这次FA/PA展览会之后，我们今年还将在上海的汉诺威展览会上，再次正式亮相。同时，我们还计划在中国各地巡回，建立起本地的支持力量。作为全球部署的一部分，中国市场也在议程中，ETG将来肯定会在中国设立分支机构，也许是今年也许是明年，要看EtherCAT在中国市场的具体发展情况而定。 记者：您怎样看待工业以太网的发展？是否可能取代现场总线？ Mr. Martin Rostan： 根据目前的情况来看，现场总线不会立刻被取代，但我们看到在新增项目和设备中，工业以太网正在越来越多地被使用。我预计，3年之内，工业以太网还不会完全取代现场总线，但从长远来看，我相信工业以太网肯定会取代现场总线。因为，对用户而言，工业以太网能让用户获取开放而低成本的价值，以PROFINET为例，它在功能上比PROFIBUSS更强，但成本更低，用户当然更愿意选择PROFINET。 而我最后要特别指出<