9月19-23日，第23屆中國國際工業(yè)博覽會在上海國家會展中心隆重舉辦，大會以“碳循新工業(yè)、數(shù)聚新經(jīng)濟”為主題，匯聚了來自全球30個國家和地區(qū)的2800余家制造產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)同臺亮相。

在這之中，作為領(lǐng)先的工業(yè)以太網(wǎng)——EtherCAT（Ethernet Control Automation Technology）的技術(shù)推廣組織，EtherCAT技術(shù)協(xié)會聯(lián)合展臺集中展示了近20家國內(nèi)外會員單位最新的EtherCAT產(chǎn)品和解決方案，吸引了眾多觀眾及媒體的關(guān)注。

工控網(wǎng)為此特別采訪了EtherCAT技術(shù)協(xié)會中國代表處首席代表范斌女士，在EtherCAT推出第20周年的時間點，深入了解EtherCAT和ETG的發(fā)展情況與戰(zhàn)略規(guī)劃。

發(fā)展20年，EtherCAT依然保持活力與創(chuàng)新

EtherCAT出現(xiàn)前，傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議設(shè)計并不完全適用于自動化領(lǐng)域機器常見的小數(shù)據(jù)量、實時信息傳輸特征，為此在2003年4月，專注高性能控制解決方案研發(fā)的倍福公司率先推出了名為EtherCAT的實時以太網(wǎng)解決方案，并在2003年底牽頭成立EtherCAT技術(shù)協(xié)會（下文稱ETG），旨在將技術(shù)開放，以標準化方式將技術(shù)應用范圍擴大。

至今，EtherCAT已發(fā)展為國際主流的基于以太網(wǎng)的標準協(xié)議，整體優(yōu)勢可歸納為5個方面：

1）實時性、高性能：EtherCAT響應時間快，支持提供納秒級精度的同步，使應用效率提高。相對于設(shè)定了相同循環(huán)時間的其他總線系統(tǒng)，EtherCAT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常能減少25%-30%的CPU負載。

2）靈活性好：EtherCAT網(wǎng)絡(luò)可連接設(shè)備數(shù)量理論上多達65535個，幾乎無限數(shù)量的節(jié)點可以組成線型、樹型、星型拓撲及任何拓撲的組合，使網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)沒有局限性。

3）低成本：從全生命周期來看待EtherCAT應用系統(tǒng)時，對于主站設(shè)備，硬件僅需要一個以太網(wǎng)接口而無需昂貴的接口卡或協(xié)處理器；對于從站設(shè)備，EtherCAT也不提出針對MCU的更高性能要求。由于無需使用交換機或其他有源基礎(chǔ)組件，進一步節(jié)省了這類組件的安裝、配置、維護成本。

4）持續(xù)的向后兼容性與一致性：在20年的發(fā)展進程中，ETG各工作組持續(xù)跟蹤并融合了市面上的新需求與新技術(shù)，因此有針對不同行業(yè)或者技術(shù)需求的完善方案，包括Safety over EtherCAT，SEMI profile，EtherCAT G，EtherCAT TSN profile 等，這些技術(shù)完善完全保證與底層EtherCAT協(xié)議的向后兼容性。同時ETG通過“一致性測試認證”工作來幫助設(shè)備供應商保證其產(chǎn)品的一致性和互操作性、以及不同廠商產(chǎn)品設(shè)備的互聯(lián)互通性。據(jù)了解，每個制造商在產(chǎn)品發(fā)布前需使用官方EtherCAT一致性測試工具對其EtherCAT設(shè)備進行一致性測試，在成功通過了授權(quán)測試實驗室（ETC）的測試后，ETG將為制造商頒發(fā)一致性證書。

5）活躍的生態(tài)氛圍：從2014年開始，ETG每年的新增會員數(shù)都超過400家，該趨勢并沒有受到疫情的影響。市場對EtherCAT技術(shù)熱情不減，ETG全球和中國本土的會員數(shù)量持續(xù)增加， EtherCAT的生態(tài)圈也仍在持續(xù)擴展。截至目前，ETG擁有來自全球72個國家和地區(qū)的7300多家會員公司，并且這些會員公司大部分都保持較高的活躍度，其中包括3000多家注冊的EtherCAT設(shè)備制造商、232家主站供應商、205家伺服驅(qū)動器供應商、150家I/O供應商、62家傳感器/執(zhí)行器供應商、46家Safety over EtherCAT供應商……這些廠商都將對外貢獻更多可選擇的EtherCAT產(chǎn)品及方案，促進行業(yè)生態(tài)繁榮。

另外根據(jù)今年8月底數(shù)據(jù)，ETG在亞洲地區(qū)的會員數(shù)超過3000家，僅在中國地區(qū)會員單位就超過1400家，中國會員數(shù)在全球范圍內(nèi)的占比超過19%，與德國本土會員數(shù)占比幾乎持平，這意味著中國制造企業(yè)對EtherCAT的關(guān)注正急速上升。

新亮點：EtherCAT G與ETG.1600

在對現(xiàn)行適用的EtherCAT技術(shù)標準進行維護同時，ETG另外還考慮了面向未來的技術(shù)儲備、促進商業(yè)化實施落地兩大方面。

一方面，EtherCAT能夠適用當下近95%的自動化設(shè)備及系統(tǒng)，例如機器人、機床、包裝機械、印刷機、塑料制造機器、沖壓機、半導體制造機器等等，特點是以Ethernet on the fly的機制在全雙工百兆速率高效進行數(shù)據(jù)交換。但在著眼未來時，考慮到機器視覺類應用對帶寬有更高要求、部分測試系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)量更大，百兆速率便稍顯不足，此時EtherCAT G的推出，旨在防止技術(shù)斷層，通過將系統(tǒng)規(guī)模從百兆（100 Mbit/s）擴展到千兆（1 Gbit/s）或萬兆（10 Gbit/s），滿足更高端的應用需求。

EtherCAT G不是對EtherCAT的替代，而是是一種補充。正如范斌表示：新技術(shù)只是提供了一種可能，代表的是它在最適合的場景有突出的核心競爭力，不代表任何企業(yè)在任何場合都要使用新技術(shù)。

當然從技術(shù)潛能來看，因為兼容性原則，EtherCAT G 和 EtherCAT G10 仍然保持 EtherCAT 的所有特性，即便用戶目前運行的系統(tǒng)規(guī)模不需要用上EtherCAT G，但當規(guī)模增長擴大或有更高的應用需求時，隨時可從EtherCAT平滑過渡到EtherCAT G。

另一方面，今年9月ETG.1600《EtherCAT安裝指南》中文版正式發(fā)布，《指南》以通俗易懂的方式，詳細描述了在實施EtherCAT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時需要考慮到的主要方面，旨在提供物理層的標準規(guī)范，確保通信效果，進而減少用戶在實施EtherCAT時可能付出的維護成本。

大環(huán)境危中有機，EtherCAT對未來充滿期待

2023上半年，業(yè)界討論多的話題是工廠需求下降、訂單量下滑，這是大環(huán)境尚未明朗導致的。但經(jīng)過前9個月發(fā)展，已經(jīng)有部分產(chǎn)業(yè)正在復蘇，并且正因為需要抵抗風險，更多企業(yè)在著手將精力投入到科技研發(fā)、關(guān)鍵技術(shù)布局。

也正是2023年，ETG首次發(fā)布EtherCAT全球節(jié)點數(shù)（數(shù)據(jù)包括每年銷售的EtherCAT芯片，但不包括總線模塊使用的芯片），結(jié)果顯示除模塊化I/O設(shè)備外，全球EtherCAT節(jié)點數(shù)為5910萬個，且近兩年的增長尤為明顯。另外從官方資料可知，在歐洲、亞洲和美國，EtherCAT采用率都超過了其他工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。

只不過，目前業(yè)界很多人對EtherCAT的了解并不深，未能充分發(fā)揮EtherCAT的先進特性以增強自身產(chǎn)品競爭力。

而這種情況，將持續(xù)推動ETG及其會員單位擴大對EtherCAT的迭代升級與宣傳推廣，相信未來將有更多企業(yè)用上EtherCAT、用好EtherCAT，這是行業(yè)都在期待的事。