EtherCAT技术协会（ETG）中国区首席代表范斌

EtherCAT作为一项高性能、高灵活性、低成本、应用简易的工业以太网技术，由德国倍福研发，于2003年被引入市场，并于2007年成为国际标准。2018年是EtherCAT技术诞生的第15年，也是此项技术进入中国的第11年。如今，在机器人、测量设备、医疗设备、汽车、移动设备、包装机械、半导体、舞台控制、造纸印刷、木材加工、风电、电力、机床等广泛的行业领域中均能看到EtherCAT的身影，EtherCAT以其独特的运行方式成为“工程师的选择”。正如EtherCAT技术协会（ETG）中国区首席代表范斌所言：“只要工程师们了解了EtherCAT，就会将它的价值带到更多行业中去。”

开放性与一致性并举

近年来，EtherCAT技术在中国发展迅速，在竞争激烈的现场总线协议市场中脱颖而出，成为工厂自动化的平台性支撑技术之一。这不仅因为EtherCAT本身的技术特性及优势，更重要的是EtherCAT技术本身具备的充分开放性及一致性的保证，可满足用户对同等技术平台的多样化产品需求。

EtherCAT技术的充分开放性体现在主站和从站两个方面，目前，在国内有众多流行的国内外品牌均可提供多种功率、针对不同行业的伺服驱动器、IO、 传感器、编码器等，同时，越来越多的主站产品供应于市。因此，对于设备制造商、集成商和最终用户而言，拥有了更多的自由来选择适合自己应用的EtherCAT产品，组成EtherCAT系统，实现更高的性能、更好的灵活度，以及简单便捷的操作。

自2003年面世以来，EtherCAT技术始终在不断地进行功能完善和技术更新，但一致性一直是其重要的考量因素。所有引入至EtherCAT协议中的新特性及功能必须保证与之前EtherCAT协议中的一致性和持续性。

“EtherCAT始终只有一个版本，这对用户来说是颇具吸引力的优势。我们的技术在与时俱进，持续革新的同时，通过保持一致性，就保证了不同品牌的EtherCAT设备在集成应用时不会因为实施不一致产生通讯问题。”范斌谈道。因此，ETG特别建议用户选用经过了ETG官方一致性测试的EtherCAT从站产品，以避免在应用中出现不必要的问题。

Safety over EtherCAT正式成为推荐性国标

如今，越来越多的企业意识到机器和工厂功能安全在企业经营中的重要性。机器安全解决方案不仅能够减少意外停机，保护设备，延长设备寿命，还能保护人员安全，从而有效地提升机器的总体设备效率以及企业的制造能力。现代通信系统不仅需要实现控制数据的确定传输，还要求在相同的介质中进行安全关键控制数据的传输。Safety over EtherCAT采用“黑色通道”的方式，使用EtherCAT通讯通道或其他的现场总线及以太网通讯传输功能安全关键数据。EtherCAT功能安全技术是基于IEC 61508开发，由TüV认证，并符合IEC 61784-3标准，该协议可支持功能安全等级SIL3的安全应用场合。“EtherCAT 使用Safety over EtherCAT协议来实现功能安全数据的高效传输，从而简化系统，提升灵活度，并降低功能安全系统的成本。”范斌对此介绍道。

2018年9月20日，在上海举办的第20届中国国际工业博览会期间，ETG与机械工业仪器仪表综合技术经济研究所（ITEI）、全国工业过程测量和控制标准化技术委员会（sac/tc124）联合对外发布Safety over EtherCAT已正式成为中国推荐性国家标准（GB/T 36006-2018）《控制与通信网络Safety over EtherCAT 规范》，并于10月1日起正式生效。Safety over EtherCAT成为推荐性国家标准，于范斌来说，是意料之中的事。继2014年EtherCAT技术成为中国国标以来，EtherCAT技术在中国的自动化控制领域的应用呈现遍地开花之势，这一新晋国家标准是EtherCAT技术在国内成功应用的有力证明，也是其国标化工作的重要里程碑。

范斌表示：“目前，ETG在国内已具备对Safety over EtherCAT技术实施、一致性测试和应用的支持能力，我们将继续加强对中国自动化市场进行功能安全的培训和引导，并时刻准备为用户实施和应用Safety over EtherCAT技术进行强有力的支持。此外，我们期待Safety over EtherCAT技术能进一步推进中国制造业对机器安全的理解和使用，从而全面提升机器/工厂的制造能力。”

EtherCAT与TSN的优势结合

随着工业物联网的发展，未来工业网络应用中需要集成不同类型的设备与通信，对统一的实时网络协议的需求越来越强烈，在这些异构网络中的设备之间进行实时性数据交互的需求正是时间敏感网络（Time-Sensitive Networking，简称TSN）的优势，TSN近年来得到蓬勃发展。

近年来，EtherCAT也在不断探索与TSN的结合之道。在范斌眼中，EtherCAT与TSN的结合并不是一种全新的技术，而是一种功能的扩展，通过异构TSN网络可以寻址EtherCAT网段。EtherCAT技术在与TSN技术优势相结合的同时，EtherCAT的本身优势仍被保留。“TSN的用武之地在于异构性网络通过建立点对点的‘高速通道’实现实时性，而不是现场总线通讯层次的数据交换”范斌谈道。ETG将TSN技术补充在EtherCAT中，进一步将EtherCAT的应用领域扩展到异构网络环境。通过利用TSN，多个工业控制器可以通过以太网网络与多个不同的EtherCAT网段进行实时通讯。在此过程中，EtherCAT协议基于“on the fly”的独特运行机制、高精度同步、灵活的拓扑结构、出色的诊断能力以及通过设备自动寻址的简单性得以完整保留，无需对EtherCAT从站设备进行更改。范斌进一步谈道，TSN还扩展了用于控制之间通讯的EtherCAT自动化协议（EAP）的实时能力，从而在控制层上更具有确定性。

由于目前TSN的规范尚未完全完成，ETG在结合TSN技术时并未改变TSN的原有标准，这种方式能够更好地简化对最终版TSN技术规范的适用性。范斌透露：“一直以来，ETG积极参与IEEE委员会的工作，从最初期就关注并支持TSN的研发，ETG技术专家Karl Weber博士也参与到IEEE 802.1工作组相关规范工作中。因此，ETG 确保能及时获得TSN相关规范，及时同步EtherCAT融合TSN的扩展技术，从而达到应用中的最佳匹配性。”

采访中，记者了解到，ETG的会员数量一致保持着强劲增长，如今ETG中国区会员已达800余家，这与近年来EtherCAT技术在中国市场上的推广与应用密不可分。但在范斌的眼中，对于ETG来说，重要的并不是会员数量，而是会员的活跃度。“多年来，保持与时俱进的技术更新是我们一直坚持在做的事情，EtherCAT自引入市场以来，ETG始终考虑用户的可用性、便捷性及体验性，故开发时保持核心技术一致性，帮助用户在应用中实现系统兼容。未来，我们将通过结合多项技术优势，帮助用户提升竞争力，带来增值服务并创造价值。”

摘自《自动化博览》2018年11月刊