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   編者語：EtherCAT具有強(qiáng)大的通訊能力，尤其適合于控制器之間的通訊。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來EtherCAT也被越來越多地使用在車間級(jí)的通訊方面，即主站與主站之間的通訊上。
　　

EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)中國區(qū)代表 范斌女士

　　從2003年倍福公司首次推出EtherCAT以太網(wǎng)開始，EtherCAT的高速性、實(shí)時(shí)性及同步性等諸多特性很快就顯現(xiàn)出來，并以其非同一般的穩(wěn)定性獲得了眾多用戶的青睞。而隨著EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)的成立，EtherCAT就以其顯著的性能優(yōu)勢(shì)被眾多廠商推廣并創(chuàng)新使用，如今在全球范圍內(nèi)已有超過1320名會(huì)員公司對(duì)該技術(shù)予以支持。基于EtherCAT的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品，被應(yīng)用于伺服控制、同步控制及數(shù)據(jù)采集等運(yùn)動(dòng)控制要求較高的領(lǐng)域，以及風(fēng)電、物流及原材料加工等自動(dòng)化各個(gè)領(lǐng)域。

　　EtherCAT具有強(qiáng)大的通訊能力，尤其適合于控制器之間的通訊（主站和從站之間，以及從站與從站之間的通訊）。而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來EtherCAT也被越來越多地使用在車間級(jí)的通訊方面，即主站與主站之間的通訊上。

　　從本質(zhì)上來看，EtherCAT能夠?qū)崿F(xiàn)非?？焖俚耐ㄓ嵐δ苁且?yàn)槠洳捎昧伺c眾不同的通訊方式。

　　通常以太網(wǎng)由于無法解決系統(tǒng)通訊沖突的問題，在工業(yè)應(yīng)用時(shí)往往需要配置特殊的以太網(wǎng)交換機(jī)，或是以精確的控制時(shí)間的方式來分配數(shù)據(jù)包，或是定義以太網(wǎng)幀的等級(jí)，以便將預(yù)先設(shè)定的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包傳遞出去，但這種方式往往可用數(shù)據(jù)率非常低。

　　EtherCAT技術(shù)則突破了其他以太網(wǎng)解決方案的系統(tǒng)限制。在EtherCAT實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊時(shí)無需接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，將其解碼之后再將過程數(shù)據(jù)復(fù)制到各設(shè)備。由于發(fā)送和接收的以太網(wǎng)幀壓縮大量設(shè)備數(shù)據(jù)，所以可用數(shù)據(jù)率可達(dá)90%以上。顯而易見在高速性和實(shí)時(shí)性方面，EtherCAT以其優(yōu)良品質(zhì)占得了市場(chǎng)先機(jī)。

　　作為一種通訊協(xié)議，符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的EtherCAT以太網(wǎng)技術(shù)無需附加任何總線即可訪問各個(gè)設(shè)備，并支持各種形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)一樣直觀簡(jiǎn)單，操作方便。而且，EtherCAT的這種傳輸方式使得其可以不需要使用交換機(jī)，避免了交換機(jī)本身所具備的延時(shí)而影響了其實(shí)時(shí)性。

　　EtherCAT所具備的分布時(shí)鐘方式也為其精確的同步性做出了保證。這特別適合應(yīng)用在那些需要精確同步的分布式過程中，例如幾個(gè)伺服之間需要同時(shí)執(zhí)行協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)時(shí)，EtherCAT采取的同步方法是精確排列分布時(shí)鐘，這樣，EtherCAT從站通訊可以精確確定各個(gè)從站時(shí)鐘傳播的延遲偏移，分布時(shí)鐘則基于該值進(jìn)行調(diào)整，基于這種機(jī)制，設(shè)備可以獲得精準(zhǔn)的納秒級(jí)同步性能。

　　在EtherCAT中，引入的時(shí)間戳概念還可以對(duì)精確的數(shù)據(jù)采集有很好的幫助。當(dāng)數(shù)據(jù)采集的時(shí)間非常短時(shí)，速度的精確計(jì)算不會(huì)受到通訊系統(tǒng)的同步誤差值影響，其精度要高于基于自由同步誤差的通訊測(cè)量技術(shù)。

　　如今，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了納秒級(jí)實(shí)時(shí)、高速及同步的EtherCAT已經(jīng)被眾多公司所采用，如倍福公司的XFC技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)I/O響應(yīng)時(shí)間≤100μs，為以前由于受技術(shù)限制而無法滿足性能要求的用戶提供了一種全方位提升控制性能的新理念。

　　同時(shí)，作為一種通訊協(xié)議，EtherCAT也具備對(duì)系統(tǒng)設(shè)備整體進(jìn)行優(yōu)越性能改善的能力。

　　通常的以太網(wǎng)是四層結(jié)構(gòu)，而運(yùn)算則處在最上層的PLC之中，那么，在通訊時(shí)每次都要經(jīng)過這四層的循環(huán)運(yùn)算，然后再將運(yùn)算信息反饋回去。而EtherCAT只有兩層結(jié)構(gòu)，總線周期很短，不需要底層的擴(kuò)展總線，不需要專用的主站控制設(shè)備，而僅用PLC加I/O的方式就可以實(shí)現(xiàn)，所以整體系統(tǒng)不僅解決了響應(yīng)問題，也因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而降低了事故發(fā)生的概率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)整體的優(yōu)化。

　　在應(yīng)用方便性方面，EtherCAT也展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)越性。對(duì)于EtherCAT的使用者來說采用EtherCAT，主站無需配置特殊的硬件產(chǎn)品，僅需一臺(tái)帶有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡的PC或者嵌入式PC即可，操作系統(tǒng)可以是任意。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)可以集成到普通的交換機(jī)上，甚至不用交換機(jī)。因此，采用EtherCAT技術(shù)，在系統(tǒng)性能得到顯著提升的同時(shí)，還幫助客戶節(jié)省了成本。

　　EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)（ETG）的工作也在全球范圍內(nèi)如火如荼地展開著，包括展會(huì)、EtherCAT專題研討會(huì)和研發(fā)workshop等。而隨著ETG中國代表處的成立，中國市場(chǎng)也成為EtherCAT技術(shù)用戶群速度增長最快的市場(chǎng)之一，目前已經(jīng)有超過80家中國本土公司加入了ETG。更多的公司積極參與進(jìn)來，將更多的EtherCAT產(chǎn)品和應(yīng)用推介給廣大用戶。ETG中國希望幫助越來越多的用戶借助EtherCAT技術(shù)，以提升自己產(chǎn)品或系統(tǒng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

　　SEMI批準(zhǔn)EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)