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EtherCAT:搭建面向未来九五至尊电子捕鱼智能制造的系统架构

供稿:中国工控网--网上电子捕鱼网站 2017/12/15 15:46:08
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著名信息技术专家何宝宏认为,“架构用于描述一个系统内部的各组成要素,以及它们之间的相互关系。架构做要素分析时,主要是技术性考量,更多时候也是环境因素博弈的结果。”是的,EtherCAT作为目前发展最为迅速的现场总线系统,正是由于其快速、精准、扩展性强而得到客户的极高评价,更由于其完全的开放性、灵活的拓扑结构和与时俱进的技术更新而得到愈加广泛的应用。

 

如今,不仅在运动控制领域,在测控领域、半导体生产、分布式能源、军用、商业演示,甚至仿真游戏等领域都有了EtherCAT的身影。“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技术协会(ETG)执行董事Martin Rostan日前在ETG中国十周年庆典时接受gongkong采访中这样说。

 

EtherCAT技术协会(ETG)执行董事Martin Rostan

 

持续更新,EtherCAT标准引入TSN技术以拓展应用领域

 

EtherCAT自2003年德国倍福公司提出后实行开放式推广,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。“我们需要的不是单纯会员数量的增长,而是这一领先技术的推广和对自动化市场提供更多的帮助。” Martin Rostan如是说。对于ETG中国过去十年的成果,Martin Rostan认为最为关键的因素是ETG中国团队的不懈努力。

 

Martin Rostan详细分析了EtherCAT的技术优势:“EtherCAT最初的设计理念是适用于将来,引入市场以来,EtherCAT保持统一版本,这并不意味着没有完善,这是与其他协议差异化的表现。” EtherCAT自2003年引入市场后,一直在进行技术更新。据了解,线缆冗余、功能安全、与PLC之间的数据传输功能都是逐渐加入的,当下大家最为关注的TSN技术(时间敏感网络)也即将加入EtherCAT标准。

 

Martin Rostan介绍,TSN在IEEE中是一个工作组,ETG的技术专家本身就是这个工作组的成员,一直关注TSN技术在不同协议层面的发展和应用,使EtherCAT采用TSN技术进行扩展与TSN技术本身的研发同步。TSN更像是工具箱,通过TSN将多个工业控制器与多个不同的EtherCAT网段进行实时通讯,TSN还扩展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,实现了九五至尊电子捕鱼智能制造的灵活性和实时性。

 

谈到九五至尊电子捕鱼智能制造核心技术OPC UA,Martin Rostan提到两个原则,一是与OPC协会协议建立通用的接口,二是保护各自层面的界限不干涉。OPC协会两年前发布了PubSub机制,对所有在线客户端进行实时管控,这一功能由TSN工作组进行改善和提升。Martin Rostan说:“ETG已经积极参与到OPC性能提升中,实时跟踪这一技术,一旦成熟,立即进行接口的工作。”

 

完全开放,EtherCAT助力中国企业打造差异化优势

 

EtherCAT技术在中国发展迅速,不仅得益于中国自动化市场的繁荣和EtherCAT在技术层面的优势,更重要的是其开放性的架构特点。“相区别于其他以太网协议,EtherCat用户可以自主实施主站设备,这就意味着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,而不只是局限于使用该协议的现有设备,这正是EtherCAT开放性的体现。”Martin Rostan指出EtherCAT的完全开放性正是在中国的应用越来越广泛的根本原因,现在不只是传统的设备制造商和系统集成商采用了EtherCAT技术,在新一代的分布式能源控制和军事领域都有EtherCAT的应用案例。

 

中国的制造业在过去十年变化非常大,现在很多企业的设备状况和管理水平都可与欧洲企业水平向媲美。因此,从以前只关注价格的采购特征,到今天对性能和质量的需求都同步提升,中国制造正在聚焦更高效、更精准的高端设备市场。Martin Rostan认为中国制造业转型升级是EtherCAT技术推广主要推动力:“中国市场越来越关注业界领先的技术,EtherCAT完全匹配中国制造业提升的需求。”

 

2014年,EtherCAT成为中国国家标准,加速了EtherCAT在中国市场的繁荣,首先是由于国外的技术完成汉化的过程,中国客户使用更为方便,其次是技术得到了政府的关注和认可,大家一致认为只有充分开放的技术,才能真正提升本土厂商的综合实力。“由大企业主导主站的协议,实际是为大企业开辟了中国市场。”Martin Rostan一语中的。

 

便捷易用,EtherCAT满足九五至尊电子捕鱼智能制造多种需求

 

当记者提问EtherCAT是不是最快的?Martin Rostan回答得简洁有力:“Yes!”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,每一个从站读取自己需要的数据并将自己的数据放到这帧上,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。

 

对于EtherCAT的技术支持,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。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。

从实施角度来看,EtherCAT的从站的通讯协议已经集成到芯片里,从站层面的实施更加简单。机械工程师不用花费时间去了解更多的IT知识,实施更为方便快捷。“ETG有1800个亚洲会员,2000个欧洲会员,700家美洲会员。”Martin Rostan以会员的均匀分布证明了EtherCAT技术的开放性和普适性。

 

九五至尊电子捕鱼智能制造升级中,安全是核心问题,包括信息安全和功能安全。在信息安全方面,所有的攻击都要通过IP攻击,EtherCAT并不是基于IP的,因此能够避免99%来自网络的攻击危险。如果想通过攻击从站进而攻击整个网络,必须通过硬件实现,必将花费更多的成本,这会降低攻击的几率。“EtherCAT是一个锁,这个锁已经非常大,不需要再建立另外的防护,目前还没有EtherCAT网络安全的事故。”Martin Rostan对EtherCAT的信息安全功能非常自信。

 

据Martin Rostan对比分析,中国市场在功能安全方面有待加强,可借鉴欧洲在功能安全方面的法律规定,在特定场合中必须使用安全功能产品和技术。基于EtherCAT标准的安全产品研发,ETG团队提供软件工具的使用和一致性测试,可以帮助客户有效降低功能安全产品的开发成本。

 

结语:中国正处于制造业转型升级的关键时期,信息化、网络化的迅猛发展,为制造业提供了更多新的机会,也提供了可借鉴的模式和可发力的基础。EtherCAT作为基于以太网的通讯协议,其开放性架构和高性能表现已经获得广泛的认可和应用,“自下而上,向用户推广技术,我们几乎可以赢得百分百的市场。”Martin Rostan对未来充满信心。

审核编辑(袁键灏)
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