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EtherCAT技術協會（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、應用簡易的工業以太網技術，由德國倍福研發，于2003年被引入市場，并于2007年成為國際標準。2018年是EtherCAT技術誕生的第15年，也是此項技術進入中國的第11年。如今，在機器人、測量設備、醫療設備、汽車、移動設備、包裝機械、半導體、舞臺控制、造紙印刷、木材加工、風電、電力、機床等廣泛的行業領域中均能看到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技術協會（ETG）中國區首席代表范斌所言：“只要工程師們了解了EtherCAT，就會將它的價值帶到更多行業中去。”

開放性與一致性并舉

近年來，EtherCAT技術在中國發展迅速，在競爭激烈的現場總線協議市場中脫穎而出，成為工廠自動化的平臺性支撐技術之一。這不僅因為EtherCAT本身的技術特性及優勢，更重要的是EtherCAT技術本身具備的充分開放性及一致性的保證，可滿足用戶對同等技術平臺的多樣化產品需求。

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

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

“EtherCAT始終只有一個版本，這對用戶來說是頗具吸引力的優勢。我們的技術在與時俱進，持續革新的同時，通過保持一致性，就保證了不同品牌的EtherCAT設備在集成應用時不會因為實施不一致產生通訊問題。”范斌談道。因此，ETG特別建議用戶選用經過了ETG官方一致性測試的EtherCAT從站產品，以避免在應用中出現不必要的問題。

Safety over EtherCAT正式成為推薦性國標

如今，越來越多的企業意識到機器和工廠功能安全在企業經營中的重要性。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的制造能力。現代通信系統不僅需要實現控制數據的確定傳輸，還要求在相同的介質中進行安全關鍵控制數據的傳輸。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總線及以太網通訊傳輸功能安全關鍵數據。EtherCAT功能安全技術是基于IEC 61508開發，由TüV認證，并符合IEC 61784-3標準，該協議可支持功能安全等級SIL3的安全應用場合。“EtherCAT 使用Safety over EtherCAT協議來實現功能安全數據的高效傳輸，從而簡化系統，提升靈活度，并降低功能安全系統的成本。”范斌對此介紹道。

2018年9月20日，在上海舉辦的第20屆中國國際工業博覽會期間，ETG與機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所（ITEI）、全國工業過程測量和控制標準化技術委員會（sac/tc124）聯合對外發布Safety over EtherCAT已正式成為中國推薦性國家標準（GB/T 36006-2018）《控制與通信網絡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，于范斌來說，是意料之中的事。繼2014年EtherCAT技術成為中國國標以來，EtherCAT技術在中國的自動化控制領域的應用呈現遍地開花之勢，這一新晉國家標準是EtherCAT技術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技術實施、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化市場進行功能安全的培訓和引導，并時刻準備為用戶實施和應用Safety over EtherCAT技術進行強有力的支持。此外，我們期待Safety over EtherCAT技術能進一步推進中國制造業對機器安全的理解和使用，從而全面提升機器/工廠的制造能力。”

EtherCAT與TSN的優勢結合

隨著工業物聯網的發展，未來工業網絡應用中需要集成不同類型的設備與通信，對統一的實時網絡協議的需求越來越強烈，在這些異構網絡中的設備之間進行實時性數據交互的需求正是時間敏感網絡（Time-Sensitive Networking，簡稱TSN）的優勢，TSN近年來得到蓬勃發展。

近年來，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，而是一種功能的擴展，通過異構TSN網絡可以尋址EtherCAT網段。EtherCAT技術在與TSN技術優勢相結合的同時，EtherCAT的本身優勢仍被保留。“TSN的用武之地在于異構性網絡通過建立點對點的‘高速通道’實現實時性，而不是現場總線通訊層次的數據交換”范斌談道。ETG將TSN技術補充在EtherCAT中，進一步將EtherCAT的應用領域擴展到異構網絡環境。通過利用TSN，多個工業控制器可以通過以太網網絡與多個不同的EtherCAT網段進行實時通訊。在此過程中，EtherCAT協議基于“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設備自動尋址的簡單性得以完整保留，無需對EtherCAT從站設備進行更改。范斌進一步談道，TSN還擴展了用于控制之間通訊的EtherCAT自動化協議（EAP）的實時能力，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技術時并未改變TSN的原有標準，這種方式能夠更好地簡化對最終版TSN技術規范的適用性。范斌透露：“一直以來，ETG積極參與IEEE委員會的工作，從最初期就關注并支持TSN的研發，ETG技術專家Karl Weber博士也參與到IEEE 802.1工作組相關規范工作中。因此，ETG 確保能及時獲得TSN相關規范，及時同步EtherCAT融合TSN的擴展技術，從而達到應用中的最佳匹配性。”

采訪中，記者了解到，ETG的會員數量一致保持著強勁增長，如今ETG中國區會員已達800余家，這與近年來EtherCAT技術在中國市場上的推廣與應用密不可分。但在范斌的眼中，對于ETG來說，重要的并不是會員數量，而是會員的活躍度。“多年來，保持與時俱進的技術更新是我們一直堅持在做的事情，EtherCAT自引入市場以來，ETG始終考慮用戶的可用性、便捷性及體驗性，故開發時保持核心技術一致性，幫助用戶在應用中實現系統兼容。未來，我們將通過結合多項技術優勢，幫助用戶提升競爭力，帶來增值服務并創造價值。”

摘自《自動化博覽》2018年11月刊