EtherCAT：让每个企业都有机会用更好的技术提高竞争力

ETG中国区代表范斌女士

探析EtherCAT的性能优势

 “但凡使用过EtherCAT技术的企业就再也没有离开过，其中部分客户是在使用了其他的现场总线或以太网技术后发现不能满足企业生产发展需求，从而选择EtherCAT技术。”范斌女士表达了用户对EtherCAT技术的忠诚度。除了忠诚度之外，EtherCAT技术的知名度也是不断攀升，从ETG协会全球会员列表中可见一斑。在采访中了解到，真正吸引用户的是技术本身的特性。

EtherCAT技术的突出特点是传输速度快。EtherCAT基于标准以太网，百兆带宽，全双工，为快速传输提供了很好支持。EtherCAT技术的传输机制就是像火车一样的on the fly的传输方式，当一个帧由主站发出，会依次经过每一个从站，并在从站进行相应的数据交换。因此，整个网络没有任何冲突，一个帧甚至可以携带整个系统的所有设备需要交换的数据，并一次完成交换。这样极大的提高了带宽的利用率，也就保证了传输的高速性。通过分布时钟，EtherCAT可以实现远小于1ns的同步性和实时性，并且这样的性能完全在硬件中实现，非常可靠。而这一点，正是吸引众多运动控制系统，伺服驱动系统提供商的原因之一。

低成本是EtherCAT优于现场总线的优势之一。无论是设备厂商还是应用厂商购买系统应用，对于主站的设计应用，硬件成本只需要一个标准网口（PC或者DSP，有操作系统或者没有操作系统）。对于从站开发，可以采用ASIC芯片、FPGA，或者标准的集成了EtherCAT通讯功能的微处理器芯片都可以实现。对于接插件，无需交换机或集线器，降低了基础设施成本；使用标准线缆，实施方便，降低了实施成本；支持自动化组态，无需手动设置地址，因此组态成本更低。范斌女士通过对比德国倍福Beckhoff的现场总线系统和EtherCAT系统构成成本应用进行了合理的分析对比，得出使用EtherCAT技术至少能为用户节省20%的成本。

EtherCAT操作简单，容易应用。对于没有工业以太网经验的用户而言，非常适合。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。

由于EtherCAT支持几乎所有的拓扑结构，用户可以自由选择拓扑结构，采用不同的传输电缆可以最大限度地发挥布线的灵活性，是否使用交换机、是采用总线形拓扑结构，还是树形拓朴结构，可任意选配组合。用户可以用简单的总线型拓扑结构取代星型以太网拓扑结构，无需昂贵的基础组件。这也体现了EtherCAT灵活性高。

EtherCAT主张“以太网控制自动化技术”。 它是一个完全开放的技术，任何公司都可以通过免费加入ETG从而获得技术规范。 EtherCAT技术协会是IEC官方合作伙伴，EtherCAT和Safety over EtherCAT都是IEC标准（IEC 61158和IEC61784），同时也是SEMI的国际标准（E54.20）。”

应用彰显价值

由于EtherCAT技术具有速度快的显著优势，以致于使其几乎成为数控系统领域的行业标准，华中数控、广州数控、沈阳高精、和利时电机技术、沈阳机床等其控制结构应用了EtherCAT技术。范斌女士介绍，沈阳机床集团在今年4月份的机床展上推出了全新的由EtherCAT驱动的机床，它也是EtherCAT技术在国产机床领域的典型应用。EtherCAT不但有助于增强企业在国际市场竞争力，而且有助于推动国产机床装备制造业的发展。

凭借卓越的性能，EtherCAT技术在机器人领域得到了广泛的应用。据了解，全球四大机器人厂商都采用了EtherCAT总线通讯。众所周知，机器人对运动关节的灵活性要求较高，机器人还涉及了不同类型的产品应用集成，不同产品需要兼容不同的协议，由于EtherCAT具有无缝兼容以太网的作用，所以对机器人厂商而言，可以在从站任何位置加入不同类型的现场总线。机器人厂商之所以选择EtherCAT技术，一方面是因为使用EtherCAT能够获得更短的响应时间，另一方面是替代PCI方便集成各种其他的现场总线产品，这也是机器人控制中具有决定性意义的优点。

EtherCAT技术应用的行业领域颇为广泛。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。在不需要高速度和高性能的情况下，EtherCAT拓扑结构灵活的优势，使其在物流行业得以应用。在其他行业，半导体、压机、注塑、木材加工、安装生产线、液压传动等行业，EtherCAT应用不但为用户提高了生产效率，而且还为企业节省了成本，赢得利润。

在范斌女士看来，EtherCAT是一个非常稳定的技术，且具有前瞻性。2003年，EtherCAT技术进入市场，2007年进入中国，经历了用户熟悉和认可的发展阶段。如今，恰逢中国制造业产业升级的发展机遇，EtherCAT领先的技术性能将有助于制造业转型升级。市场的发展总是处于不断变化中，但对ETG研发人员来说并没有因为EtherCAT领先的技术而停止创新。范斌介绍，ETG通过不同的技术工作组，针对不同行业研发及完善协议的应用层接口，向着不同领域深层次的行业研究方向发展。

在进行技术推广和支持的同时，ETG中国也在大力进行着市场宣传。继去年9月份ETG成功举办了在北京、上海、广州和成都的路演后，今年7月11日-19日，ETG携7家EtherCAT产品和系统的提供商将再次举行中国路演，在南京，西安，青岛，武汉和深圳再次掀起EtherCAT热潮。范斌表示，希望通过这样的机会，客户不仅了解EtherCAT，还可以了解EtherCAT如何能够提高产品性能，为最终使用机器设备的客户提高效率，降低成本，提高利润，从而全面提高竞争力。（文/gongkong 张莹）

2013年ETG中国路演的详细信息和报名途径，请登录ETG官网：

http://www.ethercat.org/2013/china/