EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì )（ETG）中國區首席代表范斌

EtherCAT作為一項高性能、高靈活性、低成本、應用簡(jiǎn)易的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，由德國倍福研發(fā)，于2003年被引入市場(chǎng)，并于2007年成為國際標準。2018年是EtherCAT技術(shù)誕生的第15年，也是此項技術(shù)進(jìn)入中國的第11年。如今，在機器人、測量設備、醫療設備、汽車(chē)、移動(dòng)設備、包裝機械、半導體、舞臺控制、造紙印刷、木材加工、風(fēng)電、電力、機床等廣泛的行業(yè)領(lǐng)域中均能看到EtherCAT的身影，EtherCAT以其獨特的運行方式成為“工程師的選擇”。正如EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì )（ETG）中國區首席代表范斌所言：“只要工程師們了解了EtherCAT，就會(huì )將它的價(jià)值帶到更多行業(yè)中去?！?/p>

開(kāi)放性與一致性并舉

近年來(lái)，EtherCAT技術(shù)在中國發(fā)展迅速，在競爭激烈的現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議市場(chǎng)中脫穎而出，成為工廠(chǎng)自動(dòng)化的平臺性支撐技術(shù)之一。這不僅因為EtherCAT本身的技術(shù)特性及優(yōu)勢，更重要的是EtherCAT技術(shù)本身具備的充分開(kāi)放性及一致性的保證，可滿(mǎn)足用戶(hù)對同等技術(shù)平臺的多樣化產(chǎn)品需求。

EtherCAT技術(shù)的充分開(kāi)放性體現在主站和從站兩個(gè)方面，目前，在國內有眾多流行的國內外品牌均可提供多種功率、針對不同行業(yè)的伺服驅動(dòng)器、IO、 傳感器、編碼器等，同時(shí)，越來(lái)越多的主站產(chǎn)品供應于市。因此，對于設備制造商、集成商和最終用戶(hù)而言，擁有了更多的自由來(lái)選擇適合自己應用的EtherCAT產(chǎn)品，組成EtherCAT系統，實(shí)現更高的性能、更好的靈活度，以及簡(jiǎn)單便捷的操作。

自2003年面世以來(lái)，EtherCAT技術(shù)始終在不斷地進(jìn)行功能完善和技術(shù)更新，但一致性一直是其重要的考量因素。所有引入至EtherCAT協(xié)議中的新特性及功能必須保證與之前EtherCAT協(xié)議中的一致性和持續性。

“EtherCAT始終只有一個(gè)版本，這對用戶(hù)來(lái)說(shuō)是頗具吸引力的優(yōu)勢。我們的技術(shù)在與時(shí)俱進(jìn)，持續革新的同時(shí)，通過(guò)保持一致性，就保證了不同品牌的EtherCAT設備在集成應用時(shí)不會(huì )因為實(shí)施不一致產(chǎn)生通訊問(wèn)題?！狈侗笳劦?。因此，ETG特別建議用戶(hù)選用經(jīng)過(guò)了ETG官方一致性測試的EtherCAT從站產(chǎn)品，以避免在應用中出現不必要的問(wèn)題。

Safety over EtherCAT正式成為推薦性國標

如今，越來(lái)越多的企業(yè)意識到機器和工廠(chǎng)功能安全在企業(yè)經(jīng)營(yíng)中的重要性。機器安全解決方案不僅能夠減少意外停機，保護設備，延長(cháng)設備壽命，還能保護人員安全，從而有效地提升機器的總體設備效率以及企業(yè)的制造能力?，F代通信系統不僅需要實(shí)現控制數據的確定傳輸，還要求在相同的介質(zhì)中進(jìn)行安全關(guān)鍵控制數據的傳輸。Safety over EtherCAT采用“黑色通道”的方式，使用EtherCAT通訊通道或其他的現場(chǎng)總線(xiàn)及以太網(wǎng)通訊傳輸功能安全關(guān)鍵數據。EtherCAT功能安全技術(shù)是基于IEC 61508開(kāi)發(fā)，由TüV認證，并符合IEC 61784-3標準，該協(xié)議可支持功能安全等級SIL3的安全應用場(chǎng)合?！癊therCAT 使用Safety over EtherCAT協(xié)議來(lái)實(shí)現功能安全數據的高效傳輸，從而簡(jiǎn)化系統，提升靈活度，并降低功能安全系統的成本?！狈侗髮Υ私榻B道。

2018年9月20日，在上海舉辦的第20屆中國國際工業(yè)博覽會(huì )期間，ETG與機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所（ITEI）、全國工業(yè)過(guò)程測量和控制標準化技術(shù)委員會(huì )（sac/tc124）聯(lián)合對外發(fā)布Safety over EtherCAT已正式成為中國推薦性國家標準（GB/T 36006-2018）《控制與通信網(wǎng)絡(luò )Safety over EtherCAT 規范》，并于10月1日起正式生效。Safety over EtherCAT成為推薦性國家標準，于范斌來(lái)說(shuō)，是意料之中的事。繼2014年EtherCAT技術(shù)成為中國國標以來(lái)，EtherCAT技術(shù)在中國的自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應用呈現遍地開(kāi)花之勢，這一新晉國家標準是EtherCAT技術(shù)在國內成功應用的有力證明，也是其國標化工作的重要里程碑。

范斌表示：“目前，ETG在國內已具備對Safety over EtherCAT技術(shù)實(shí)施、一致性測試和應用的支持能力，我們將繼續加強對中國自動(dòng)化市場(chǎng)進(jìn)行功能安全的培訓和引導，并時(shí)刻準備為用戶(hù)實(shí)施和應用Safety over EtherCAT技術(shù)進(jìn)行強有力的支持。此外，我們期待Safety over EtherCAT技術(shù)能進(jìn)一步推進(jìn)中國制造業(yè)對機器安全的理解和使用，從而全面提升機器/工廠(chǎng)的制造能力?！?/p>

EtherCAT與TSN的優(yōu)勢結合

隨著(zhù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，未來(lái)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )應用中需要集成不同類(lèi)型的設備與通信，對統一的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的需求越來(lái)越強烈，在這些異構網(wǎng)絡(luò )中的設備之間進(jìn)行實(shí)時(shí)性數據交互的需求正是時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )（Time-Sensitive Networking，簡(jiǎn)稱(chēng)TSN）的優(yōu)勢，TSN近年來(lái)得到蓬勃發(fā)展。

近年來(lái)，EtherCAT也在不斷探索與TSN的結合之道。在范斌眼中，EtherCAT與TSN的結合并不是一種全新的技術(shù)，而是一種功能的擴展，通過(guò)異構TSN網(wǎng)絡(luò )可以尋址EtherCAT網(wǎng)段。EtherCAT技術(shù)在與TSN技術(shù)優(yōu)勢相結合的同時(shí)，EtherCAT的本身優(yōu)勢仍被保留?！癟SN的用武之地在于異構性網(wǎng)絡(luò )通過(guò)建立點(diǎn)對點(diǎn)的‘高速通道’實(shí)現實(shí)時(shí)性，而不是現場(chǎng)總線(xiàn)通訊層次的數據交換”范斌談道。ETG將TSN技術(shù)補充在EtherCAT中，進(jìn)一步將EtherCAT的應用領(lǐng)域擴展到異構網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。通過(guò)利用TSN，多個(gè)工業(yè)控制器可以通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )與多個(gè)不同的EtherCAT網(wǎng)段進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。在此過(guò)程中，EtherCAT協(xié)議基于“on the fly”的獨特運行機制、高精度同步、靈活的拓撲結構、出色的診斷能力以及通過(guò)設備自動(dòng)尋址的簡(jiǎn)單性得以完整保留，無(wú)需對EtherCAT從站設備進(jìn)行更改。范斌進(jìn)一步談道，TSN還擴展了用于控制之間通訊的EtherCAT自動(dòng)化協(xié)議（EAP）的實(shí)時(shí)能力，從而在控制層上更具有確定性。

由于目前TSN的規范尚未完全完成，ETG在結合TSN技術(shù)時(shí)并未改變TSN的原有標準，這種方式能夠更好地簡(jiǎn)化對最終版TSN技術(shù)規范的適用性。范斌透露：“一直以來(lái)，ETG積極參與IEEE委員會(huì )的工作，從最初期就關(guān)注并支持TSN的研發(fā)，ETG技術(shù)專(zhuān)家Karl Weber博士也參與到IEEE 802.1工作組相關(guān)規范工作中。因此，ETG 確保能及時(shí)獲得TSN相關(guān)規范，及時(shí)同步EtherCAT融合TSN的擴展技術(shù)，從而達到應用中的最佳匹配性?！?/p>

采訪(fǎng)中，記者了解到，ETG的會(huì )員數量一致保持著(zhù)強勁增長(cháng)，如今ETG中國區會(huì )員已達800余家，這與近年來(lái)EtherCAT技術(shù)在中國市場(chǎng)上的推廣與應用密不可分。但在范斌的眼中，對于ETG來(lái)說(shuō)，重要的并不是會(huì )員數量，而是會(huì )員的活躍度?！岸嗄陙?lái)，保持與時(shí)俱進(jìn)的技術(shù)更新是我們一直堅持在做的事情，EtherCAT自引入市場(chǎng)以來(lái)，ETG始終考慮用戶(hù)的可用性、便捷性及體驗性，故開(kāi)發(fā)時(shí)保持核心技術(shù)一致性，幫助用戶(hù)在應用中實(shí)現系統兼容。未來(lái)，我們將通過(guò)結合多項技術(shù)優(yōu)勢，幫助用戶(hù)提升競爭力，帶來(lái)增值服務(wù)并創(chuàng )造價(jià)值?！?br/>

摘自《自動(dòng)化博覽》2018年11月刊