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十年磨一剑,直指未来智造价值

发布日期:2018-01-25 浏览次数:3121
 

每一位抵达新加坡樟宜机场的旅客都可以观赏到世界上最大的动态表演“雨之舞”。为了达到完美的热带雨林效果,“雨之舞”作品使用了1216滴闪闪发亮的雨滴造型,通过从天花板垂下来的钢丝连接,每滴雨滴都由一台小型伺服电机驱动,吸引了无数旅客驻足。笔者一直好奇这是哪一种通信技术会如此神速?答案是:只有EtherCAT技术能够完美解决来自1216根伺服轴的实时同步。让人们惊叹美丽背后的Ether CAT技术就这样不仅绽放于工业制造领域,还绽放于商用景观、分布式能源、军用等对数据传输速度充满挑战的每一个领域。在日前举办的ETG中国十周年庆典时媒体见面会上,EtherCAT技术协会(ETG)执行董事Martin Rostan信心十足地表示:“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。”

 

EtherCAT,最快最安全的总线

2003年由德国倍福研发的EtherCAT总线技术一经问世,就引起了行业的极大的关注:一是EtherCAT使用独特的数据交换机制,充分利用工业以太网的带宽资源,一个数据帧传输所有的信息,每一个从站读取寻址自己的数据并将反馈的数据插入该帧中,实现了同一帧帮助所有的节点进行数据交换。这一机制不仅速度更快,也释放了主站压力,整体运行更加高效。同时就传输速率来说达2*100Mbit/s(高速以太网,全双工模式),刷新时间:256数字量I/O11µs;分布于100节点的1000开关量I/O30µs=0.03ms200模拟量I/O16bit):50µs,采样率20kHz100伺服轴(每个8Byte IN+OUT:100µs=0.1ms12000数字量I/O350µsMartin Rostan直言:“EtherCAT是最快的工业以太网技术,同时它提供纳秒级精确同步。”

另外,EtherCAT是一种基于以太网的开发构架的硬实时工业现场总线通讯协议,即它不需要网关,无需IP协议头,数据直接在硬件中进行交换传输。在信息安全方面来说,这一传输方式避免了99%来自网络的攻击危险。“EtherCAT是一个锁,这个锁已经非常大,就目前来说,不再需要另外的防护措施。”Martin Rostan对此表示:“在信息安全如此重视的今天,EtherCAT的表现却让人十分放心。”

 

EtherCAT,以最大限度的开放直指未来

EtherCAT总线技术在十多年的市场竞争中迅速上升为中国及全球工业制造领域主流的总线技术。Martin Rostan表示:“从最初,EtherCAT就是基于未来的需求而设计的一种完全开放式的总线协议。”

相较于其它总线协议而言,EtherCAT用户可以自主实施主站设备,无需特殊插卡,从站设备使用可以由多个供应商提供的高集成度、低成本的芯片。这种低成本而灵活应用的总线协议,使得用户脱离了以往只局限于使用该协议的某一品牌的设备,能够从根本上实现多品牌的融入与发展。Martin Rostan认为,正是EtherCAT的这种开放性,使得中国本土客户能够在产品性能提升、独特功能设计等方面最大限度地付诸实践,真正助力中国客户实现自主的智能制造实力的提升。也使得EtherCAT经过十年的时间能够在中国本土实现快速的推广。

当然,相较于其它专门用于IO连接的总线、专门用于传感器数据交换的总线等一系列昂贵的总线系统而言,EtherCAT具有卓越的运动控制性能与更低的总线负载,它看起来似乎更接地气:可以用于高速高精的高性能设备,也可以用于无更高性能要求的设备,如测控领域、新一代的分布式能源控制和军事领域都有EtherCAT的应用案例。

谈及如何进行开放性的技术支持时,Martin Rostan表示:“本土厂商更多考虑成本因素。相较于欧洲公司会花费买堆栈和技术服务来保障技术支持,而中国厂商则更喜欢免费的产品,即使这些产品没有技术支持。但是在EtherCAT具体的实施层面,中国厂商是中国团队支持的。”其实,正是EtherCAT开放性的设计,使得EtherCAT的从站通讯协议已经集成到芯片里,电气工程师不用花费时间去了解更多的IT知识,从站层面的实施更加简单而方便。另外,从EtherCAT的技术支持来看,目前在ETG网站上有3万多页完整的文档资料便于查询,会员企业可以方便地获取几乎所有的资源。Martin Rostan补充道:“ETG全球拥有25人的团队,均为专业工程师出身,主要任务是帮助会员学习和实施EtherCAT,这使得技术支持更有针对性。”

 

EtherCAT,始终只有一个版本

EtherCAT2003年实行开放式推广,2007年成为国际标准(IEC 61158),2014年正式成为中国推荐性国家标准(GB/T31230.1.6)。如今,EtherCAT技术协会在全球拥有4500多家会员,ETG中国目前已经拥有700余家会员企业并且还在不断扩大。而ETG中国作为正式进入中国推广EtherCAT的专业组织,至今已走过十年。这十年里随着中国本土制造业从“世界工厂”到“中国质造”与“中国智造”不断转变的制造角色地位与制造观念,EtherCAT始终只有一个版本,同时也在不断的充实,如线缆冗余、功能安全、主站设备之间的数据传输功能都是随需求发展而持续完善。据Martin Rostan介绍,ETG11月份已发布当下大家最为关注的关于EtherCATTSN通信行规。ETG的技术专家也加入到TSN技术工作组,致力于TSN技术规范的制定中,利于EtherCAT采用TSN技术进行扩展与TSN技术本身的研发同步。Martin Rostan表示,TSN并不是现场总线,而是可视为一个工具箱,根据需求去取用。通过TSN可以实现多个工业控制器与多个不同的EtherCAT网段进行实时通讯,并优化了用于控制之间通讯的EtherCAT自动化协议(EAP),进一步将EtherCAT的应用领域扩展到异构网络中,实现了智能制造的灵活性和实时性。

 

十年磨一剑,一朝试锋芒。高度开放性正在成为新一轮工业自动化品牌商的竞争策略,ETG中国经过十年的耕耘,在正在成为全球重要的工业智能制造基地的中国市场正在锋芒小渐露,2014EtherCAT成为中国国家标准,技术汉化以来得到了来自政府层面与企业的快速应用推广。目前,ETG全球拥有4500家会员,其中1800个亚洲会员,2000个欧洲会员,700家美洲会员,中国会员则达到近800家,并在智能制造浪潮的席卷下将呈现井喷式的增长。Martin Rostan不无感谢地表示,EtherCAT在中国十年来的发展成就归功于ETG中国团队的不懈努力,当然他还是有点小自豪地说:“我们的目的不仅是保持会员的持续的增长,而是要将EtherCAT的价值带给更多的行业和自动化市场,我们乐见未来!

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