EtherCAT的中国式落地

　　当代哲学家J.E.丁格这样说过——命运不是机遇，而是选择。对于全球制造业与信息化高度融合情境下的中国企业而言，选择一项易实施、高性能、快反应、低成本的通讯技术，也成为决定企业命运的关键。EtherCAT（控制自动化技术以太网）无疑成为最为瞩目的通讯协议之一。EtherCAT是2003年德国倍福公司提出并应用于自动化领域，2007年成为国际标准（IEC/PAS 62407）。2014年10月21日正式转化为中国推荐性国家标准（即GB / T31230.1～.6-2014《工业以太网现场总线EtherCAT》），在短短时间内，EtherCAT在中国已经拥有近500会员企业。

　　在北京盟通科技有限公司（以下简称盟通）举办EtherCAT技术研讨会期间，该标准制订者之一Stefan Zintgraf（现任acontis technologies公司董事总经理）到访盟通，CA800有幸采访了Stefan Zintgraf，了解EtherCAT在中国的推进状况。



　　EtherCAT支持中国产业升级

　　EtherCAT是一种基于以太网的开放式高性能现场总线系统，在输入/输出(I/O)层融合了互联网技术，是智能制造的基础性技术。之所以在中国发展如此迅速，Stefan Zintgraf先生总结了三点：首先，EtherCAT最为突出的特点是传输速度快，能够充分利用以太网的带宽，是现有以太网现场总线里最快的一种解决方案；其次，EtherCAT是以CAN和CANopen这种在工业界分布最广、自动化领域中应用最广的现场总线为基础的解决方案，EtherCAT作为后续产品技术，能够轻松覆盖这部分市场；第三，中国的制造生产在过去发展的非常快，目前处于产业升级的拐点，在这个大背景下，EtherCAT被定义为国家标准来支持中国制造业的产业升级。

　　EtherCAT的发展历程展现了这项技术的广泛适用性：最早在德国的测量技术和机器人行业中得到了广泛的应用，之后在美国半导体行业的广泛应用成为这项技术发展的关键点，另外一个重要发展是在荷兰医药行业的机器人中找到了更大的应用空间；几乎同步，亚洲的日本、韩国和中国台湾的自动化行业也开始认识并采用这一技术，并取得了很好的效果。令Stefan Zintgraf震惊的是，中国在过去几年中，PLC行业、运动控制行业，同时在机器人行业对EtherCAT的需求增长非常强势，“相信未来5年，EtherCAT在中国制造业中将有一个非常大的突破，中国制造型企业的制造水平会与西方公司越来越接近，甚至超过西方国家企业。” Stefan Zintgraf如此预测。

　　搭建智能制造完整通讯模型

　　工业4.0描绘了未来工业发展愿景，是“中国制造2025”最为重要的参考体系之一。中国享有“世界工厂”的盛誉，未来“智能制造”将成为制造业爆发的主要推动力，以数据采集、数据处理、联网为核心的“智能”基础将具有举足轻重的作用。理想中的工业通讯，或者说工业通讯的目标，是使用同样的通讯标准。在工业4.0框架之下，各个独立的系统和设备是互相联网、互联互通的，通讯处于非常重要、非常核心的位置。

　　然而，现实情况却是不同的设备使用不同的通讯。传统的通讯技术都在向以太网为基础的技术转移，不论是研发还是应用，首先都是企业的内部行为。同时，公司之间存在天然竞争的关系，因此技术之间也自然存在竞争关系，不管是现在还是将来，这种情况都不会改变。每个公司也都是希望客户采用自己的技术，在市场上占有一定的市场份额。对一些大型公司来说，开放意味着客户的流失；对于相对来说小型的企业，开放性的技术带来的益处远远大于风险。而市场上的用户则希望不同品牌设备之间能够互通互联，“开放”需求的力量将越来越强大。EtherCAT正是呼应了这一需求。

　　“通讯分不同的层，各个层级之间的需要构建一个标准的通讯体系，才能实现真正的互联。” Stefan Zintgraf介绍，目前与云层的通讯会使用到一种新的协议——OPC UA，通过这一协议会把设备上采集到的信息发送到云端，或者联接厂级的SAP系统、ERP系统和云端进行通讯。在另一层通讯，即设备与设备之间使用OPC UA Public Subscribe，是TSN（Time Sensitive Network）实时网络的框架。

　　了解了这两层通讯， EtherCAT在什么地方？ Stefan Zintgraf进行了详细解答：EtherCAT作用在更下面一层，是底层通讯，能够在控制器、驱动器到传感器这一层实现实时高效的数据传输，尤其适用在运动控制中。包括EtherCAT在内的众多通讯技术，已经完美地解决了把这一层的需求，“未来重点在于搭建各个层级之间的通讯架构”。据了解，OPC UA技术正在定义一种标准的信息模型，建立OPC UA和EtherCAT的接口，打通信息通道，搭建上至云端、下至设备末端的完整架构，EtherCAT的推广将更具优势。“任何一个地方、任何一个设备，从云端联系到任何厂商任何设备，完全达到互通互联，实现通讯模型的标准化。

　　毋庸置疑，中国是工业水平进步最快的国家，企业的时间跨度不大，新建生产线较多，一些行业的起点很高，在升级转型中占有一定优势。Stefan Zintgraf认为，升级是永无止境的，包括工业发达国家也是如此，因此要做好长期的准备。他对于中国市场前景非常乐观，目前来看，虽然acontis technologies公司中国业绩不到全球业绩的10%，但是发展却非常迅猛，在中国政府重点扶持的运动控制和机器人领域更是表现出色。“全球最先进的产品和中国自动化代替人工的战略相契合，前景非常好。”

　　EtherCAT在中国需要更多的技术支持

　　全球制造业正在从传统总线向以太网总线转换，正如之前从直连方式向总线方式转变的过程一样，面临整合市场上各个公司不同的解决方式以及不同的布线方式，向统一的EtherCAT这样标准的总线方式转换。EtherCAT是目前最快的总线技术，另外是以CAN、CANopen为基础的，两点结合是非常适合运动控制领域使用的技术。“因为运动控制有这样的趋势，需要把驱动器部分功能转到控制器来，就需要一个高速技术能把结果传回到驱动器中去。这就造就了EtherCAT和运动控制的结合点。” Stefan Zintgraf还介绍了acontis technologies公司另外一个产品，即window操作系统下的一个实时的扩展，给客户提供了在window平台下使用EtherCAT的机会。

　　Stefan Zintgraf建议，中国企业可以在企业资源整合方面做得更好，更应该把精力集中到核心竞争力上来，其他非核心项通过购买来实现。进行专业分工合作，能提升企业的综合实力。中国正处于发展时期，对高性能软件的需求会越来越大，相比而言，美国、日本已经发展到一定阶段，市场已趋饱和，中国则有更大的潜力。

　　对Stefan Zintgraf来说，中国不仅仅是高速增长最有前景的市场，也有其鲜明的特点：“中国客户需要更多的技术支持”。通常情况下，不能只提供一个软件和解决方案就能满足，而是需要立即在客户自己的平台上运行起来，这种技术支持的需求超过美日等市场。“这一需求只能通过本地的合作伙伴来实现。”

“作为EtherCAT的代理商，盟通做的工作远远超过代理商的范畴，因为EtherCAT不是简单的产品，而是一种非常需要技术支持的产品。我们很清楚，作为软件代理商，做的不是简单的贸易，而是在技术层面找到了一个合作伙伴。”北京盟通科技有限公司总经理袁冶先生补充说。

　　盟通的技术总监张晓朋先生认为，盟通建立了一个国内工程师了解国外最新科技的信息通道，盟通的职责是技术引进、转化和推广，提供国内外水平一致的产品和服务。“先进的技术推广最难的首先是理念上转变，这一步要从工程师入手，这也是盟通最有优势的地方。”

　　“更多地合作、更多的伙伴，在最好的路上继续发展。” Stefan Zintgraf这样总结EtherCAT的中国发展方式。