ETG中國(guó)區(qū)代表范斌女士

探析EtherCAT的性能優(yōu)勢(shì)

 “但凡使用過(guò)EtherCAT技術(shù)的企業(yè)就再也沒(méi)有離開(kāi)過(guò)，其中部分客戶(hù)是在使用了其他的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)或以太網(wǎng)技術(shù)后發(fā)現(xiàn)不能滿(mǎn)足企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需求，從而選擇EtherCAT技術(shù)。”范斌女士表達(dá)了用戶(hù)對(duì)EtherCAT技術(shù)的忠誠(chéng)度。除了忠誠(chéng)度之外，EtherCAT技術(shù)的知名度也是不斷攀升，從ETG協(xié)會(huì)全球會(huì)員列表中可見(jiàn)一斑。在采訪中了解到，真正吸引用戶(hù)的是技術(shù)本身的特性。

EtherCAT技術(shù)的突出特點(diǎn)是傳輸速度快。EtherCAT基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，百兆帶寬，全雙工，為快速傳輸提供了很好支持。EtherCAT技術(shù)的傳輸機(jī)制就是像火車(chē)一樣的on the fly的傳輸方式，當(dāng)一個(gè)幀由主站發(fā)出，會(huì)依次經(jīng)過(guò)每一個(gè)從站，并在從站進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換。因此，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有任何沖突，一個(gè)幀甚至可以攜帶整個(gè)系統(tǒng)的所有設(shè)備需要交換的數(shù)據(jù)，并一次完成交換。這樣極大的提高了帶寬的利用率，也就保證了傳輸?shù)母咚傩?。通過(guò)分布時(shí)鐘，EtherCAT可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)小于1ns的同步性和實(shí)時(shí)性，并且這樣的性能完全在硬件中實(shí)現(xiàn)，非?？煽?。而這一點(diǎn)，正是吸引眾多運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供商的原因之一。

低成本是EtherCAT優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)之一。無(wú)論是設(shè)備廠商還是應(yīng)用廠商購(gòu)買(mǎi)系統(tǒng)應(yīng)用，對(duì)于主站的設(shè)計(jì)應(yīng)用，硬件成本只需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口（PC或者DSP，有操作系統(tǒng)或者沒(méi)有操作系統(tǒng)）。對(duì)于從站開(kāi)發(fā)，可以采用ASIC芯片、FPGA，或者標(biāo)準(zhǔn)的集成了EtherCAT通訊功能的微處理器芯片都可以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于接插件，無(wú)需交換機(jī)或集線(xiàn)器，降低了基礎(chǔ)設(shè)施成本；使用標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)纜，實(shí)施方便，降低了實(shí)施成本；支持自動(dòng)化組態(tài)，無(wú)需手動(dòng)設(shè)置地址，因此組態(tài)成本更低。范斌女士通過(guò)對(duì)比德國(guó)倍福Beckhoff的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)和EtherCAT系統(tǒng)構(gòu)成成本應(yīng)用進(jìn)行了合理的分析對(duì)比，得出使用EtherCAT技術(shù)至少能為用戶(hù)節(jié)省20%的成本。

EtherCAT操作簡(jiǎn)單，容易應(yīng)用。對(duì)于沒(méi)有工業(yè)以太網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)而言，非常適合。EtherCAT類(lèi)似于TCP/IP，無(wú)需手動(dòng)設(shè)置地址、無(wú)需配置交換機(jī)，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)功能配置、精確定位診斷，并不需要IT專(zhuān)家。

由于EtherCAT支持幾乎所有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用戶(hù)可以自由選擇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用不同的傳輸電纜可以最大限度地發(fā)揮布線(xiàn)的靈活性，是否使用交換機(jī)、是采用總線(xiàn)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還是樹(shù)形拓樸結(jié)構(gòu)，可任意選配組合。用戶(hù)可以用簡(jiǎn)單的總線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取代星型以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無(wú)需昂貴的基礎(chǔ)組件。這也體現(xiàn)了EtherCAT靈活性高。

EtherCAT主張“以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)”。 它是一個(gè)完全開(kāi)放的技術(shù)，任何公司都可以通過(guò)免費(fèi)加入ETG從而獲得技術(shù)規(guī)范。 EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)是IEC官方合作伙伴，EtherCAT和Safety over EtherCAT都是IEC標(biāo)準(zhǔn)（IEC 61158和IEC61784），同時(shí)也是SEMI的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（E54.20）?！?/span>

應(yīng)用彰顯價(jià)值

由于EtherCAT技術(shù)具有速度快的顯著優(yōu)勢(shì)，以致于使其幾乎成為數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，華中數(shù)控、廣州數(shù)控、沈陽(yáng)高精、和利時(shí)電機(jī)技術(shù)、沈陽(yáng)機(jī)床等其控制結(jié)構(gòu)應(yīng)用了EtherCAT技術(shù)。范斌女士介紹，沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)在今年4月份的機(jī)床展上推出了全新的由EtherCAT驅(qū)動(dòng)的機(jī)床，它也是EtherCAT技術(shù)在國(guó)產(chǎn)機(jī)床領(lǐng)域的典型應(yīng)用。EtherCAT不但有助于增強(qiáng)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而且有助于推動(dòng)國(guó)產(chǎn)機(jī)床裝備制造業(yè)的發(fā)展。

憑借卓越的性能，EtherCAT技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)了解，全球四大機(jī)器人廠商都采用了EtherCAT總線(xiàn)通訊。眾所周知，機(jī)器人對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的靈活性要求較高，機(jī)器人還涉及了不同類(lèi)型的產(chǎn)品應(yīng)用集成，不同產(chǎn)品需要兼容不同的協(xié)議，由于EtherCAT具有無(wú)縫兼容以太網(wǎng)的作用，所以對(duì)機(jī)器人廠商而言，可以在從站任何位置加入不同類(lèi)型的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。機(jī)器人廠商之所以選擇EtherCAT技術(shù)，一方面是因?yàn)槭褂?/span>EtherCAT能夠獲得更短的響應(yīng)時(shí)間，另一方面是替代PCI方便集成各種其他的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品，這也是機(jī)器人控制中具有決定性意義的優(yōu)點(diǎn)。

EtherCAT技術(shù)應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域頗為廣泛。在機(jī)械設(shè)備控制中，I/O、驅(qū)動(dòng)和控制器集成在一起，要求在簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)下達(dá)到非常高的性能和速度，EtherCAT便是理想的選擇。在不需要高速度和高性能的情況下，EtherCAT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活的優(yōu)勢(shì)，使其在物流行業(yè)得以應(yīng)用。在其他行業(yè)，半導(dǎo)體、壓機(jī)、注塑、木材加工、安裝生產(chǎn)線(xiàn)、液壓傳動(dòng)等行業(yè)，EtherCAT應(yīng)用不但為用戶(hù)提高了生產(chǎn)效率，而且還為企業(yè)節(jié)省了成本，贏得利潤(rùn)。

在范斌女士看來(lái)，EtherCAT是一個(gè)非常穩(wěn)定的技術(shù)，且具有前瞻性。2003年，EtherCAT技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)，2007年進(jìn)入中國(guó)，經(jīng)歷了用戶(hù)熟悉和認(rèn)可的發(fā)展階段。如今，恰逢中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的發(fā)展機(jī)遇，EtherCAT領(lǐng)先的技術(shù)性能將有助于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。市場(chǎng)的發(fā)展總是處于不斷變化中，但對(duì)ETG研發(fā)人員來(lái)說(shuō)并沒(méi)有因?yàn)?/span>EtherCAT領(lǐng)先的技術(shù)而停止創(chuàng)新。范斌介紹，ETG通過(guò)不同的技術(shù)工作組，針對(duì)不同行業(yè)研發(fā)及完善協(xié)議的應(yīng)用層接口，向著不同領(lǐng)域深層次的行業(yè)研究方向發(fā)展。

在進(jìn)行技術(shù)推廣和支持的同時(shí)，ETG中國(guó)也在大力進(jìn)行著市場(chǎng)宣傳。繼去年9月份ETG成功舉辦了在北京、上海、廣州和成都的路演后，今年7月11日-19日，ETG攜7家EtherCAT產(chǎn)品和系統(tǒng)的提供商將再次舉行中國(guó)路演，在南京，西安，青島，武漢和深圳再次掀起EtherCAT熱潮。范斌表示，希望通過(guò)這樣的機(jī)會(huì)，客戶(hù)不僅了解EtherCAT，還可以了解EtherCAT如何能夠提高產(chǎn)品性能，為最終使用機(jī)器設(shè)備的客戶(hù)提高效率，降低成本，提高利潤(rùn)，從而全面提高競(jìng)爭(zhēng)力。（文/gongkong 張瑩）

2013年ETG中國(guó)路演的詳細(xì)信息和報(bào)名途徑，請(qǐng)登錄ETG官網(wǎng)：

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