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    專注于實時現場總線技術及工業通訊技術的研發、推廣及技術支持服務

    EtherCAT的中國式落地

    發布時間:2016-05-24


           當代哲學家J.E.丁格這樣說過——命運不是機遇,而是選擇。對于全球制造業與信息化高度融合情境下的中國企業而言,選擇一項易實施、高性能、快反應、低成本的通訊技術,也成為決定企業命運的關鍵。EtherCAT(控制自動化技術以太網)無疑成為最為矚目的通訊協議之一。

           EtherCAT是2003年德國倍福公司提出并應用于自動化領域,2007年成為國際標準(IEC/PAS 62407)。2014年10月21日正式轉化為中國推薦性國家標準(即GB / T31230.1~.6-2014《工業以太網現場總線EtherCAT》),在短時間之內,EtherCAT在中國已經擁有近500家會員企業。

           在北京盟通科技有限公司(以下簡稱盟通)舉辦EtherCAT技術研討會期間,該標準制訂者之一Stefan Zintgraf(現任acontis technologies公司董事總經理)到訪盟通,CA800有幸采訪了Stefan Zintgraf先生,了解EtherCAT在中國的推進狀況。

    EtherCAT支持中國產業升級

           EtherCAT作為一種基于以太網的開放式高性能現場總線系統,在輸入/輸出(I/O)層融合了互聯網技術,是智能制造的基礎性通訊技術。之所以在中國發展如此迅速,Stefan Zintgraf先生總結了三點:首先,EtherCAT最為突出的特點是傳輸速度快,能夠充分利用以太網的帶寬,是現有以太網現場總線里最快的一種解決方案;其次,EtherCAT是以CAN和CANopen這種在工業界分布最廣、自動化領域中應用最多的現場總線為基礎的解決方案,EtherCAT作為后續產品技術,能夠輕松覆蓋這部分市場;第三,中國的制造生產在過去發展的非???,目前處于產業升級的拐點,在這個大背景下,EtherCAT被定義為國家標準來支持中國制造業的產業升級。

           EtherCAT的發展歷程展現了這項技術的廣泛適用性:最早在德國的測量技術和機器人行業中得到了廣泛的應用,之后在美國半導體行業的廣泛應用成為這項技術發展的關鍵點,另外一個重要發展是在荷蘭醫藥行業的機器人中找到了更大的應用空間;幾乎同步,亞洲的日本、韓國和中國臺灣的自動化行業也開始認識并采用這一技術,并取得了很好的效果。令Stefan震驚的是,中國在過去幾年中,PLC行業、運動控制行業,同時在機器人行業對EtherCAT的需求增長非常強勢,“相信未來5年,EtherCAT在中國制造業中將有一個非常大的突破,中國制造型企業的制造水平會與西方公司越來越接近,甚至超過西方國家企業?!?Stefan Zintgraf如此預測。

    搭建智能制造完整通訊模型

           工業4.0描繪了未來工業發展愿景,是“中國制造2025”最為重要的參考體系之一。中國享有“世界工廠”的盛譽,未來“智能制造”將成為制造業爆發的主要推動力,以數據采集、數據處理、聯網為核心的“智能”基礎將具有舉足輕重的作用。理想中的工業通訊,或者說工業通訊的目標,是使用同樣的通訊標準。在工業4.0框架之下,各個獨立的系統和設備是互相聯網、互聯互通的,通訊處于非常重要、非常核心的位置。

    然而,現實情況卻是不同的設備使用不同的通訊方式。傳統的通訊技術都在向以太網為基礎的技術轉移,不論是研發還是應用,首先都是企業的內部行為。同時,企業之間存在天然競爭的關系,由此技術之間也自然存在競爭,不管是現在還是將來,這種情況都不會改變。每個企業也都是希望客戶采用自己的技術,在市場上占有一定的市場份額。對一些大型企業來說,開放意味著客戶的流失;對于相對來說小型的企業,開放性的技術帶來的益處遠遠大于風險。而市場上的用戶則希望不同品牌設備之間能夠互通互聯,“開放”需求的力量將越來越強大。EtherCAT正是呼應了這一需求。

          “通訊分不同的層,各個層級之間需要構建一個標準的通訊體系,才能實現真正的互聯?!?Stefan介紹,目前與云層的通訊會使用到一種新的協議——OPC UA,通過這一協議會把設備上采集到的信息發送到云端,或者聯接廠級的SAP系統、ERP系統和云端進行通訊。在另一層通訊,即設備與設備之間使用OPC UA Public Subscribe,是TSN(Time Sensitive Network)實時網絡的框架。


           了解了這兩層通訊, EtherCAT在什么地方? 

           Stefan進行了詳細解答:EtherCAT作用在更下面一層,是底層通訊,能夠在控制器、驅動器到傳感器這一層實現實時高效的數據傳輸,尤其適用在運動控制中。包括EtherCAT在內的眾多通訊技術,已經完美地解決了這一層的需求,“未來重點在于搭建各個層級之間的通訊架構”。據了解,OPC UA技術正在定義一種標準的信息模型,建立OPC UA和EtherCAT的接口,打通信息通道,搭建上至云端、下至設備末端的完整架構,EtherCAT的推廣將更具優勢?!叭魏我粋€地方、任何一個設備,從云端聯系到任何廠商任何設備,完全達到互通互聯,實現通訊模型的標準化。

           毋庸置疑,中國是工業水平進步最快的國家,企業的時間跨度不大,新建生產線較多,一些行業的起點很高,在升級轉型中占有一定優勢。Stefan認為,升級是永無止境的,包括工業發達國家也是如此,因此要做好長期的準備。他對于中國市場前景非常樂觀,目前來看,雖然acontis technologies公司中國業績不到全球業績的10%,但是發展卻非常迅猛,在中國政府重點扶持的運動控制和機器人領域更是表現出色?!叭蜃钕冗M的技術和產品,與中國自動化代替人工的戰略相契合,前景非常好?!?/span>

    EtherCAT在中國需要更多的技術支持

           全球制造業正在從傳統總線向以太網總線轉換,正如之前從直連方式向總線方式轉變的過程一樣,面臨整合市場上各個企業不同的解決方式以及不同的布線方式,向統一的EtherCAT這樣標準的總線方式轉換。EtherCAT是目前傳輸速度最快的總線技術,并且是以CAN、CANopen為基礎的,兩點結合使得非常適合運動控制領域使用的通訊技術?!耙驗檫\動控制有這樣的趨勢,需要把驅動器部分功能轉到控制器來,就需要一個高速傳輸技術能把結果傳回到驅動器中去。這就造就了EtherCAT和運動控制的結合點?!?Stefan還介紹了acontis technologies公司另外一個產品,即window操作系統下的一個實時的擴展,給客戶提供了在window平臺下使用EtherCAT實時通訊的機會。

    Stefan建議,中國企業可以在企業資源整合方面做得更好,更應該把精力集中到核心競爭力上來,其他非核心項通過購買來實現。進行專業分工合作,能提升企業的綜合實力。中國正處于快速發展時期,對高性能軟件的需求會越來越大,相比而言,美國、日本已經發展到一定階段,市場已趨飽和,中國則具有非常大的潛力。

           對Stefan來說,中國不僅僅是高速增長最有前景的市場,也有其鮮明的特點:“中國客戶需要更多的技術支持”。通常情況下,不能只提供一個軟件和解決方案就能滿足客戶需求,而是需要立即協助客戶在他們自己的操作平臺上運行起來,這種技術支持的需求超過美日等市場?!斑@一需求只能通過本地的合作伙伴來實現?!?/span>

         “作為ethercat軟件產品提供商acontis公司的代理,盟通做的工作遠遠超出代理商的范疇,因為EtherCAT不是簡單的產品,而是一種非常需要技術支持的產品。我們很清楚,作為軟件產品的代理商,廠商需要的不僅僅是簡單的貿易行為,而是在技術層面尋找到了一個理想的合作伙伴?!北本┟送萍加邢薰究偨浝碓毕壬a充說。

           盟通的技術總監張曉朋先生認為,盟通建立了一個國內工程師了解國外最新科技的信息通道,盟通的職責是技術引進、轉化和推廣,提供國內外水平一致的產品和服務?!跋冗M的技術推廣最難的首先是理念上的轉變,這一步要從工程師入手,這也是盟通最有優勢的地方?!?/span>

         “尋求更多合作、更多同行的伙伴,在最優的路上繼續發展?!?Stefan Zintgraf這樣總結EtherCAT的中國式發展方向。


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