11月15日，EtherCAT技术协会(ETG)中国代表处在北京举行了十周年庆典，70多名业内嘉宾齐聚一堂，与ETG中国团队共同见证了这一重要时刻。从最初的5家会员到目前近800家会员，十年来EtherCAT技术在中国市场获得了的广泛接纳与认可，凭借高性能，低成本，使用简单、灵活的拓扑等特点为中国制造企业全面提高竞争力。

性能突破，最快的工业以太网

　　总线系统是控制架构的核心，同时也是决定系统成本，调试时间和稳定性的关键因素。普通以太网用于实时通信时往往会面临带宽利用率，堆栈延迟，交换机延迟三个主要性能问题。EtherCAT的关键工作原理在于其节点对于以太网数据帧的处理：在数据帧向下游传输的过程中，每个节点读取寻址到该节点的数据，并将它的反馈数据写入数据帧，这种传输方式改善了宽带利用率，使得每个周期通常用一个数据帧就足以实现数据通信，同时网络无需使用交换机或者集线器。

　　“当前智能制造很重要的一点就是需要打通横向与纵向，实现IT与AT的融合，但很多人认为的融合就是最底层的传感器数据要直接达到公司决策层，并且企业任何一个层面都可以获得工厂所有的底层数据到个层面，我认为这是一种误解。”Martin Rostan表示工厂内所有的数据应该是可以读取的，但是这不意味着对所有数据做扁平化处理，而是区分每个层级的重要性，否则大量的数据对于制造企业来说会非常难以管理掌控。Martin Rostan看来理想的状态是机器本身需要一个独立的网络，机器和机器之间的数据交换由另一个专门的网络来完成，从而提高网络通讯效率。EtherCAT正是基于这样一种架构而提出，这种处理帧的独特方式也让EtherCAT成为最快的工业以太网技术。

　　据了解，在高速以太网, 全双工模式下EtherCAT传输速率可达2 x 100Mbit/s，256数字量I/O刷新时间为11μs。在40 个轴 (每轴 20 Byte 输入和输出数据)，50个 I/O 站，共计560个EtherCAT总线端子模块，其中2000 个数字量 + 200个模拟量, 总线长度500米的系统条件下，EtherCAT循环时间为276μs明显优于其他总通讯技术，并且仍有56%的带宽为其他通讯保留。

真正的开放标准

　　EtherCAT技术2003年引入市场，目前ETG全球会员公司达4500多家，涵盖65个国家，是当前全球最大，成长速度最快的现场总线组织。Martin Rostan认为EtherCAT之所以受到市场的认可，除了它卓越的技术性能，真正的开放性也是重要原因。虽然现在市面上几乎所有通讯协议都具备开放性的特点，Martin Rostan认为“到底有多少主站/控制器厂商支持这个技术”才是判断通讯协议是否真正开放的关键指标。“因为大部分的现场总线技术都被某个别巨头所统治，只有某一个或几个大公司才能开发主站系统。”

　　EtherCAT协议是符合IEC, ISO及SEMI标准的开放技术，任何人都可以以兼容的方式免费使用该技术。目前EtherCAT主站供应商多达201家，主站堆栈适用于多种实时操作系统，包括开源/共享的源代码。供应商多样性无疑增加了用户的经济效益，降低投入成本。当然EtherCAT设计之初就考虑了成本优化因素，除了网络无需使用交换机或者集线器，在传感器，I/O设备或嵌入式控制器中添加EtherCAT接口也不会显著增加设备成本，并且不需要更强大的CPU，CPU仅取决于目标应用的需求。

面向未来的数据传输

　　随着物联网的发展，未来工业领域也要求价值链中的各个层级实现无缝，持续且标准化的通信，EtherCAT的高性能，灵活开放的接口从根本上满足数据传输的要求。EtherCAT无需触摸控制器或更新从站设备，即可支持现有系统连接到云端，其开放接口允许集成任何基于IT的协议，从而为IoT提供直接链路，传感器与云之间不会有协议间断。这些特性显示了EtherCAT技术架构的前瞻性。

　　当然从推出至今，EtherCAT并不是一成不变的，而是在不断完善演进，跟随产业发展增加了更多网络特性，“但是我们最引以为豪的是，EtherCAT从2003年以来就只有一个版本，”协议的一致性与持续性在通信技术中堪称典范。

　　在11月底德国纽伦堡的SPS/IPC/Drive展会上，ETG发布基于TSN(时间敏感网络)技术的实施应用：EtherCAT利用TSN技术，实现EtherCAT网络与外部网络、EtherCAT主站与从站网段的时间确定性通讯，为面向未来的基于工业物联网的实时应用提供更多的可能。Martin Rostan 表示，从TSN研发的第一天，那时还称为AVB，ETG的专家就开始关注并跟进这一技术，“虽然目前TSN备受关注，但实际上TSN并不是一种简单的总线技术，它的发展和应用还需要进一步研究探讨。我们认为更高层的控制器之间的通讯过程，是TSN与EtherCAT的结合点。”

　　EtherCAT技术协会也是最早于OPC基金会达成合作的现场总线组织之一，OPC UA是一种可扩展的基于TCP/IP的客户端/服务器通信技术，已成为EtherCAT协议的补充。Martin Rostan强调，EtherCAT技术不会向上去完善OPC UA所具有的性能，而OPC UA也不会往下延伸到EtherCAT的应用场合。两者之间只是开放一个通用接口，当技术或应用环境成熟，可立即进行实施。“企业在转型的过程中，不可能立刻将总线系统完全更换为EtherCAT，用户放心的是EtherCAT可以与底层其他总线技术无缝集成，实现平稳过渡。”面向未来时刻做好准备!

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