每人都有能力、有條件使用EtherCAT
——— 專訪ETG(EtherCAT技術組)常務理事Martin Rostan
2006/7/4 9:20:00
在工業通訊領域,各自為政的標準之爭歷來已久,而開放和統一卻是市場所需,也是通訊技術的發展趨勢。上世紀末、本世紀初,在商業應用中取得巨大成功的以太網進入工業應用成為共識,終于暫時停息了現場總線的門戶之爭,ModbusTCP/IP、PROFINET、Ethernet/IP、HSE等工業以太網標準分別順勢而生,隨后,EtherCAT、Powerlink、EPA等又橫空出世,一時間,工業以太網成為工業通訊的主流發展方向。
在眾多的工業以太網標準中,開放式實時以太網EtherCAT是近年來發展最快、支持會員最多的標準之一。2005年2月,EtherCAT通過96% 的IEC會員投票表決,正式成為IEC規范——IEC/PAS 62407;截至2005年11月,EtherCAT已有來自25個國家和地區的近300名企業成員。
與那些耳熟能詳的標準不同,EtherCAT 雖然已經擁有中國的成員企業,但在中國市場并沒有正式推廣,屬于中國工業以太網市場的后來者。2006年6月,ETG(EtherCAT技術組)常務理事Mr. Martin Rostan第一次來到中國正式面向中國市場推廣EtherCAT。中國工控網(www.hzchechuang.cn)借此專訪了Mr. Martin Rostan。

記者:請您簡單地介紹一下EtherCAT及其在國際上應用的情況。EtherCAT進入中國,能給以下兩種用戶帶來哪些價值:(1)沒有使用過工業以太網的用戶,(2)正在使用其它標準的工業通訊用戶。
Mr. Martin Rostan:
EtherCAT(Ethernet for control automation technology) 是德國倍福(Beckhoff)提出的針對工業自動化的開放式實時以太網解決方案,其特點是性能優越、操作簡便。EtherCAT可以用簡單的線性拓撲結構來取代以太網常用的星形結構,也可以采用“傳統”方式,即采用網絡交換機進行布線,以便整合其他的以太網設備。主站無須專用接口卡,只需采用標準以太網卡即可實現與任何一臺以太網控制器的連接。因此EtherCAT也非常適用于小型和中型的控制領域,從而為分布式I/O開辟了新的應用領域。EtherCAT技術出色的性能打破了傳統現場總線的瓶頸,實現了一種與現代工業PC的強大運算能力相匹配的通信技術。
在機械設備控制中,I/O、驅動和控制器集成在一起,要求在簡單結構下達到非常高的性能和速度,EtherCAT便是理想的選擇。EtherCAT的第一批應用即在運動控制中。在不需要高速度和高性能的情況下,可以發揮EtherCAT拓撲結構靈活的優勢,比如應用在物流行業。此外,在其它行業,如半導體、機器人、壓機、注塑、木材加工、安裝生產線、液壓傳動等行業,EtherCAT都取得了廣泛的應用。空中客車公司就在其飛機制造生產線中,運用EtherCAT作機翼強度測試。
由于EtherCAT的易用性,對沒有工業以太網經驗的用戶而言,非常適合,因為EtherCAT類似于TCP/IP,無需手動設置地址、無需配置交換機,能自動實現功能配置、精確定位診斷,并不需要IT專家。對于已經有現場總線使用經驗的用戶而言,EtherCAT和其它總線方式一樣,使用起來就更簡便了。最為重要的是,不管是哪類用戶,EtherCAT都能以低成本組建性能優越、開放實時的工業通訊方案,用戶可以用簡單的總線型拓撲結構取代昂的星型以太網拓撲結構,無需昂貴的基礎組件。
記者:開放、實時是EtherCAT的特點,眾所周知,開放是以太網本身的優點,而實時則是以太網的不足,請問該怎樣理解EtherCAT的開放和實時?
Mr. Martin Rostan:
的確如此。以太網是開放的,但實時性是欠缺的。工業以太網是在商用以太網的基礎上改進而來的,EtherCAT在做這種改進時,首先就保持了其開放性。工業以太網是否開放的一個重要體現就是有多少供應商為此提供主站。據我所知,其它的工業以太網,都沒有多少供應商提供相應的主站。在今年的德國漢諾威展覽會上,在8種操作系統下面,共有來自10個供應商的主站支持EtherCAT,有兩種開放源的主站,此即EtherCAT開放性的明證。
關于實時性,EtherCAT使網絡性能達到了一個新境界。借助于從站硬件集成以及網絡控制器主站的直接內存讀取,整個協議的處理過程都在硬件中實現,因此完全獨立于協議堆棧的實時運行系統、CPU性能或軟件實現方式。1000個I/O的更新時間只需30μs,其中還包括I/O周期時間。單個以太網幀最多可運行1486字節的過程數據交換,幾乎相當于12000個數字輸入和輸出,而傳送這些數據僅需耗時300μs。
記者:EtherCAT似乎比較專注于FA市場,而在PA市場中少見其應用?
Mr. Martin Rostan:
EtherCAT出自德國倍福,而倍福的產品偏向于FA市場,因此EtherCAT研發的目標市場主要是針對FA應用。正如中國的EPA來自DCS廠家,因此EPA更適合在流程工業。事實上,由于EtherCAT具有冗余功能,在過程自動化中也是適用的,EtherCAT現有的客戶就經常要求在PA中使用,相信EtherCAT將來也會進入過程自動化。
記者:目前,許多大公司都在推廣自己的工業以太網標準,如此眾多的標準,是否會造成和現場總線一樣互不兼容的孤島現象?
Mr. Martin Rostan:
目前,在通訊標準的選擇上,用戶多少有些無奈。比如在FA中,用戶是先選擇產品和產品的生產廠家,再選擇通訊標準的,比如用戶如果選擇了西門子的PLC,那就必須選擇ProfiNet,如果選擇的是羅克韋爾的PLC,則必須選擇EtherNet/IP作為通訊標準。
而合理的選擇順序應該是,先技術再產品。EtherCAT是作為第三方的中立技術標準,ETG專注于其技術推廣。作為一項不以產品市場為支撐的中立技術標準,目前EtherCAT在歐洲市場中已排名第三,且其快速的發展使得EtherCAT即將成為排名第二的標準。EtherCAT還擁有最為廣泛的企業成員,因此,用戶完全可以做到先選擇EtherCAT,再選擇合適的產品。例如,知名軟件供應商3S,已經將EtherCAT作為一個包植入其軟件產品中,而目前許多用戶都在使用3S,對他們來說就非常方便。在今年的漢諾威展覽會上,許多供應商都選擇了支持EtherCAT,這就證明了EtherCAT在技術上的先進性,易用、更快、更簡單的執行、更便宜——這就是EtherCAT強大的優勢。
我相信,當技術標準成為用戶的首選時,工業以太網將不會再現現場總線那樣的各自為政現象。
記者:說到中立,您個人是ETG的常務理事,又是Beckhoff的技術市場總監,請問這種雙重身份是否有礙于ETG的中立發展?
Mr. Martin Rostan:
在自動化技術發展的歷程中,產品供應商的作用無可替代。在過去,幾乎所有的技術都需要依靠廠家來推動發展,因為技術最終需要付諸于產品的應用,對技術發展而言,供應商的參與應該是好事。最重要的一點是,也是衡量技術是否中立的唯一標志,即其它的廠家是否支持該標準,是否愿意投入資源推出支持此標準的產品。恰恰在這一點上,EtherCAT是值得信賴的,不但擁有最多的成員企業,且這些企業中包括很多國際大公司,比如ABB、博世、松下、富士電機、三星、丹納赫、菲利普、研華、控創、NI、SEW、FESTO、TURCK等等。
當然,作為這項開放技術的推動者,Beckhoff也會開發更多基于EtherCAT的產品,同時,通過推進EtherCAT,Beckhoff也得以提升自己的品牌,是一種雙贏的效果。
記者:EtherCAT技術組織(ETG)還是第一次進入中國,對EtherCAT在中國的被接受程度,現在的狀況如何?未來會是怎樣的前景?您準備怎樣開展在中國的推廣工作?
Mr. Martin Rostan:
目前,EtherCAT已經有一些中國的成員企業,如研華科技、浙江中控、泓格科技、MOXA等。這次我代表ETG首次在中國出現,是表示對中國市場的重視和尊重,我們期待中國用戶和供應商更多地認識EtherCAT的價值,并予以接納,希望更多的供應商加入ETG,一起推廣這項開放的技術。由于中國市場比較開放,善于接受新技術,因此我非常自信,相信EtherCAT能更多地被接納,因為通過這幾天與中國用戶的交流,我切身感覺到了中國用戶對開放而先進的新技術的需求非常強烈。
在這次FA/PA展覽會之后,我們今年還將在上海的漢諾威展覽會上,再次正式亮相。同時,我們還計劃在中國各地巡回,建立起本地的支持力量。作為全球部署的一部分,中國市場也在議程中,ETG將來肯定會在中國設立分支機構,也許是今年也許是明年,要看EtherCAT在中國市場的具體發展情況而定。
記者:您怎樣看待工業以太網的發展?是否可能取代現場總線?
Mr. Martin Rostan:
根據目前的情況來看,現場總線不會立刻被取代,但我們看到在新增項目和設備中,工業以太網正在越來越多地被使用。我預計,3年之內,工業以太網還不會完全取代現場總線,但從長遠來看,我相信工業以太網肯定會取代現場總線。因為,對用戶而言,工業以太網能讓用戶獲取開放而低成本的價值,以PROFINET為例,它在功能上比PROFIBUSS更強,但成本更低,用戶當然更愿意選擇PROFINET。
而我最后要特別指出<
在眾多的工業以太網標準中,開放式實時以太網EtherCAT是近年來發展最快、支持會員最多的標準之一。2005年2月,EtherCAT通過96% 的IEC會員投票表決,正式成為IEC規范——IEC/PAS 62407;截至2005年11月,EtherCAT已有來自25個國家和地區的近300名企業成員。
與那些耳熟能詳的標準不同,EtherCAT 雖然已經擁有中國的成員企業,但在中國市場并沒有正式推廣,屬于中國工業以太網市場的后來者。2006年6月,ETG(EtherCAT技術組)常務理事Mr. Martin Rostan第一次來到中國正式面向中國市場推廣EtherCAT。中國工控網(www.hzchechuang.cn)借此專訪了Mr. Martin Rostan。

記者:請您簡單地介紹一下EtherCAT及其在國際上應用的情況。EtherCAT進入中國,能給以下兩種用戶帶來哪些價值:(1)沒有使用過工業以太網的用戶,(2)正在使用其它標準的工業通訊用戶。
Mr. Martin Rostan:
EtherCAT(Ethernet for control automation technology) 是德國倍福(Beckhoff)提出的針對工業自動化的開放式實時以太網解決方案,其特點是性能優越、操作簡便。EtherCAT可以用簡單的線性拓撲結構來取代以太網常用的星形結構,也可以采用“傳統”方式,即采用網絡交換機進行布線,以便整合其他的以太網設備。主站無須專用接口卡,只需采用標準以太網卡即可實現與任何一臺以太網控制器的連接。因此EtherCAT也非常適用于小型和中型的控制領域,從而為分布式I/O開辟了新的應用領域。EtherCAT技術出色的性能打破了傳統現場總線的瓶頸,實現了一種與現代工業PC的強大運算能力相匹配的通信技術。
在機械設備控制中,I/O、驅動和控制器集成在一起,要求在簡單結構下達到非常高的性能和速度,EtherCAT便是理想的選擇。EtherCAT的第一批應用即在運動控制中。在不需要高速度和高性能的情況下,可以發揮EtherCAT拓撲結構靈活的優勢,比如應用在物流行業。此外,在其它行業,如半導體、機器人、壓機、注塑、木材加工、安裝生產線、液壓傳動等行業,EtherCAT都取得了廣泛的應用。空中客車公司就在其飛機制造生產線中,運用EtherCAT作機翼強度測試。
由于EtherCAT的易用性,對沒有工業以太網經驗的用戶而言,非常適合,因為EtherCAT類似于TCP/IP,無需手動設置地址、無需配置交換機,能自動實現功能配置、精確定位診斷,并不需要IT專家。對于已經有現場總線使用經驗的用戶而言,EtherCAT和其它總線方式一樣,使用起來就更簡便了。最為重要的是,不管是哪類用戶,EtherCAT都能以低成本組建性能優越、開放實時的工業通訊方案,用戶可以用簡單的總線型拓撲結構取代昂的星型以太網拓撲結構,無需昂貴的基礎組件。
記者:開放、實時是EtherCAT的特點,眾所周知,開放是以太網本身的優點,而實時則是以太網的不足,請問該怎樣理解EtherCAT的開放和實時?
Mr. Martin Rostan:
的確如此。以太網是開放的,但實時性是欠缺的。工業以太網是在商用以太網的基礎上改進而來的,EtherCAT在做這種改進時,首先就保持了其開放性。工業以太網是否開放的一個重要體現就是有多少供應商為此提供主站。據我所知,其它的工業以太網,都沒有多少供應商提供相應的主站。在今年的德國漢諾威展覽會上,在8種操作系統下面,共有來自10個供應商的主站支持EtherCAT,有兩種開放源的主站,此即EtherCAT開放性的明證。
關于實時性,EtherCAT使網絡性能達到了一個新境界。借助于從站硬件集成以及網絡控制器主站的直接內存讀取,整個協議的處理過程都在硬件中實現,因此完全獨立于協議堆棧的實時運行系統、CPU性能或軟件實現方式。1000個I/O的更新時間只需30μs,其中還包括I/O周期時間。單個以太網幀最多可運行1486字節的過程數據交換,幾乎相當于12000個數字輸入和輸出,而傳送這些數據僅需耗時300μs。
記者:EtherCAT似乎比較專注于FA市場,而在PA市場中少見其應用?
Mr. Martin Rostan:
EtherCAT出自德國倍福,而倍福的產品偏向于FA市場,因此EtherCAT研發的目標市場主要是針對FA應用。正如中國的EPA來自DCS廠家,因此EPA更適合在流程工業。事實上,由于EtherCAT具有冗余功能,在過程自動化中也是適用的,EtherCAT現有的客戶就經常要求在PA中使用,相信EtherCAT將來也會進入過程自動化。
記者:目前,許多大公司都在推廣自己的工業以太網標準,如此眾多的標準,是否會造成和現場總線一樣互不兼容的孤島現象?
Mr. Martin Rostan:
目前,在通訊標準的選擇上,用戶多少有些無奈。比如在FA中,用戶是先選擇產品和產品的生產廠家,再選擇通訊標準的,比如用戶如果選擇了西門子的PLC,那就必須選擇ProfiNet,如果選擇的是羅克韋爾的PLC,則必須選擇EtherNet/IP作為通訊標準。
而合理的選擇順序應該是,先技術再產品。EtherCAT是作為第三方的中立技術標準,ETG專注于其技術推廣。作為一項不以產品市場為支撐的中立技術標準,目前EtherCAT在歐洲市場中已排名第三,且其快速的發展使得EtherCAT即將成為排名第二的標準。EtherCAT還擁有最為廣泛的企業成員,因此,用戶完全可以做到先選擇EtherCAT,再選擇合適的產品。例如,知名軟件供應商3S,已經將EtherCAT作為一個包植入其軟件產品中,而目前許多用戶都在使用3S,對他們來說就非常方便。在今年的漢諾威展覽會上,許多供應商都選擇了支持EtherCAT,這就證明了EtherCAT在技術上的先進性,易用、更快、更簡單的執行、更便宜——這就是EtherCAT強大的優勢。
我相信,當技術標準成為用戶的首選時,工業以太網將不會再現現場總線那樣的各自為政現象。
記者:說到中立,您個人是ETG的常務理事,又是Beckhoff的技術市場總監,請問這種雙重身份是否有礙于ETG的中立發展?
Mr. Martin Rostan:
在自動化技術發展的歷程中,產品供應商的作用無可替代。在過去,幾乎所有的技術都需要依靠廠家來推動發展,因為技術最終需要付諸于產品的應用,對技術發展而言,供應商的參與應該是好事。最重要的一點是,也是衡量技術是否中立的唯一標志,即其它的廠家是否支持該標準,是否愿意投入資源推出支持此標準的產品。恰恰在這一點上,EtherCAT是值得信賴的,不但擁有最多的成員企業,且這些企業中包括很多國際大公司,比如ABB、博世、松下、富士電機、三星、丹納赫、菲利普、研華、控創、NI、SEW、FESTO、TURCK等等。
當然,作為這項開放技術的推動者,Beckhoff也會開發更多基于EtherCAT的產品,同時,通過推進EtherCAT,Beckhoff也得以提升自己的品牌,是一種雙贏的效果。
記者:EtherCAT技術組織(ETG)還是第一次進入中國,對EtherCAT在中國的被接受程度,現在的狀況如何?未來會是怎樣的前景?您準備怎樣開展在中國的推廣工作?
Mr. Martin Rostan:
目前,EtherCAT已經有一些中國的成員企業,如研華科技、浙江中控、泓格科技、MOXA等。這次我代表ETG首次在中國出現,是表示對中國市場的重視和尊重,我們期待中國用戶和供應商更多地認識EtherCAT的價值,并予以接納,希望更多的供應商加入ETG,一起推廣這項開放的技術。由于中國市場比較開放,善于接受新技術,因此我非常自信,相信EtherCAT能更多地被接納,因為通過這幾天與中國用戶的交流,我切身感覺到了中國用戶對開放而先進的新技術的需求非常強烈。
在這次FA/PA展覽會之后,我們今年還將在上海的漢諾威展覽會上,再次正式亮相。同時,我們還計劃在中國各地巡回,建立起本地的支持力量。作為全球部署的一部分,中國市場也在議程中,ETG將來肯定會在中國設立分支機構,也許是今年也許是明年,要看EtherCAT在中國市場的具體發展情況而定。
記者:您怎樣看待工業以太網的發展?是否可能取代現場總線?
Mr. Martin Rostan:
根據目前的情況來看,現場總線不會立刻被取代,但我們看到在新增項目和設備中,工業以太網正在越來越多地被使用。我預計,3年之內,工業以太網還不會完全取代現場總線,但從長遠來看,我相信工業以太網肯定會取代現場總線。因為,對用戶而言,工業以太網能讓用戶獲取開放而低成本的價值,以PROFINET為例,它在功能上比PROFIBUSS更強,但成本更低,用戶當然更愿意選擇PROFINET。
而我最后要特別指出<

提交
查看更多評論
其他資訊
適用于工業4.0和物聯網的EtherCAT——EtherCAT技術協會閃耀2015上海工博會
EtherCAT 中國推薦性國家標準文檔現已出版!
EtherCAT 華東區路演成功舉辦
EtherCAT技術協會和OPC基金會聯合定義通用接口助力工業4.0和物聯網
《EtherCAT中國特刊》現已出版,歡迎下載!