在MM《现代制造》主办的以“问道数字化 智造竞争力”为主题的“第十六届MM现代制造·新自动化论坛”上，EtherCAT技术协会（ETG）中国区首席代表范斌做了“EtherCAT–以太网现场总线”的技术讲座，她针对工业通信技术的现状，阐述了EtherCAT的独特优势及其给机器制造商带来的价值，分享了EtherCAT技术应用的精彩案例，并指出面向未来的技术要求。

EtherCAT技术协会（ETG）中国区首席代表范斌

当今时代，新技术层出不穷，IT和OT的集成中，到底需要什么样的技术应用才是适合的？今天机器的技术需求是什么，未来需要什么样的通信技术支持？针对这些问题，范斌表示，实际上，工业通信技术主要聚焦于机器设备，机器通常由三部分组成：控制系统、现场层感应设备、执行系统，这三部分互相交互数据，并需要一个高效的传输机制支持。任何一项出现短板，都会导致机器的失灵。尽管工业上有先进的CPU，速度越来越快，可整个系统的性能并没有得到改善，一个重要的原因可能就是通信成为瓶颈。

范斌强调指出，质量对机器设备来讲，最重要的就是加工精度问题，只有比竞争对手更高，客户才会更认可。更高加工精确度是机器品质的重要指标，而现场总线的选择对于缩短通信控制周期至关重要，只有更短的控制周期才能更好地控制精度，产生更好的产品加工质量。比如德国Kuka机器人几乎全部采用EtherCAT和Safety over EtherCAT的机器人控制器。再有，建筑工程领域全球最大的车载3D打印公司Fastbrick Robotics Ltd.在其3D砌砖机械上也采用了EtherCAT控制方案，公司CTO Mark Pivac表示，“EtherCAT是一项出色的工业总线技术，它可以处理大量伺服驱动器、传感器，并提供快速循环时间。EtherCAT是一项开放的技术，使我们拥有更多的供应商选择权。”

同样在机器人和注塑机等领域，EtherCAT以对精度的更好控制得到广泛应用，不仅如此，有事实表明，采用EtherCAT技术控制的注塑机可以每年大幅节省原材料成本，因为EtherCAT更高速的总线通信周期控制给了机器改善质量的空间。

作为最快速的工业以太网现场总线，EtherCAT扫描1000个分布式I/O仅需30μs的周期，扫描100个伺服驱动器仅100μs，EtherCAT协议可以直达I/O, 没有子总线，由于使用标准以太网端口，不需要特殊硬件，这正是EtherCAT拥有的独特性能所在。EtherCAT的高效表现为正常情况下每个周期只发送一个数据帧，具有完美的带宽利用率。

除了性能、速度和周期优势外，很多控制还需要更高的同步性和防抖能力，四足机器人“ANYmal”的应用显示出这样的特点。ANYbotics AG的技术负责人Péter Fankhauser表示，“我们在ANYmal机器人上采用EtherCAT驱动12个执行器，因为EtherCAT可以提供更低的抖动和更高的带宽利用率，并轻松支持星型及总线型拓扑结构。”

值得称道的是，EtherCAT是非常稳定性的技术，EtherCAT只有一个版本，而不是每年都有一个版本，EtherCAT本身的稳定性就是广大用户选择这种现场总线技术的一个很好的理由! 范斌表示，一个版本不代表EtherCAT不发展了，恰恰相反，EtherCAT是不断进步的，比如EtherCAT P用一根总线，可以让 EtherCAT变得更加简单。EtherCAT G 为EtherCAT 扩充了应用范围! EtherCAT G 和 EtherCAT?G10都建立在EtherCAT的processing on-the-fly机制上，但是可用的数据率支持到1Gb/s和10Gb/s。EtherCAT G/G10遵循Ethernet标准(IEEE 802.3)，在主站标准模式下，不需要软件适配。

除了优越的拓扑结构和可轻易配置能力，EtherCAT硬件方面配置的成本更低。比如：基础设备上不再需要交换机/集线器，使用标准的以太网线缆+连接器即可；主站上也不需要专用的插卡，只需要一个以太网接口；从站上只需要低成本的从站控制器芯片ASIC or FPGA，对于简单设备不需要从站微处理器，也不需要高性能的μC以及巨大的内存。正是突出的高性能、灵活的拓扑结构、易于使用、低成本、很高的功能安全、产品多样化和突出的稳定性等优势，EtherCAT不断得到发展。范斌表示，到2020年8月，中国大陆和台湾的会员数已经达到1071个，未来，ETG将积极参与IoT通信相关技术的研发，并实现EtherCAT系统和设备对这些技术的连接性。