20年，为何EtherCAT仍只有一个1.0版？

图片来源：ETG

作者 | Robert B. Trask

关键的开发工具和标准确保了众多EtherCAT设备和制造商之间的互操作性。

选择合适的通信技术，是工程师需要做出的最重要决定之一，而互操作性则有助于做出这一决定。在某些方面，现场总线通信直接决定现场设备是否与控制器的性能相匹配，以及可以使用哪些设备。

EtherCAT技术协会（ETG）非常重视设备的一致性和互操作性。促进所有设备之间的互操作性非常复杂，需要大家的共同努力。ETG的目标是确保正确的设计、开发和用户对EtherCAT设备的成功使用。设备的互操作性是EtherCAT的亮点所在。

尽管EtherCAT已经发布20周年了，但到目前只有一个EtherCAT协议版本。EtherCAT技术并没有改变，而是通过扩展来加强。拥有一个稳定的基础规范意味着新的设备可以在现有的系统中使用，而不会出现问题或版本控制问题。它还为EtherCAT的扩展提供了坚实的基础，包括用于集成功能安全的Safety over EtherCAT（FSoE），用于在一根电缆中提供电源和通信的EtherCAT P，以及分别提供1 Gbit/s和10 Gbit/s通信速率的EtherCAT G/G10。增强功能将继续进行，但不会改变EtherCAT版本1的基础技术。同时，ETG要求所有EtherCAT设备供应商都要遵循ETG的一致性政策。



▲图1: EtherCAT在单根电缆和千兆通信中增加了几个电源和通信相关的扩展，但核心技术保持不变。

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EtherCAT一致性测试工具

一致性测试工具（CTT）是EtherCAT设备内部测试和开发的强大工具。EtherCAT设备开发人员可以在开发期间运行CTT，以在市场发布之前发现可能的互操作性问题。这就像编译控制编程代码一样：最好尽早发现并立即解决问题，而不是在最后编译代码时发现成堆的问题。

所有EtherCAT设备开发人员都需要维护CTT订阅。该工具不断改进，以适应特定行业的测试用例和其它变化。传统的现场总线系统曾经——而且现在仍然——受到静态测试机制的影响，而静态测试机制很快就过时了。ETG成员决定开发一个持续更新的一致性测试工具。

所有EtherCAT设备供应商都必须在其EtherCAT产品上市前通过一致性测试。不必提交测试结果，但必须按需提供。CTT与EtherCAT从控制器（ESC）相结合，确保EtherCAT设备始终与网络架构一起工作，不会对其性能、可靠性或功能产生不利影响。



▲图2：使用EtherCAT一致性测试工具演示互操作性

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EtherCAT测试中心

可选的一致性检查可以在EtherCAT测试中心进行。检查CTT的结果，同时验证外部标记，这是测试工具无法确定的。最终用户通常要求供应商在公认的EtherCAT测试中心进行可选的一致性测试。可选测试的结果是安全的，完成后，供应商可以发布成功完成可选测试的公告。



▲图3：在EtherCAT测试中心验证的EtherCAT产品，可以在ETG产品指南中获得此认证。

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FSoE一致性测试

FSoE通过EtherCAT提供了一个经过数学验证的安全通信信道，并符合可靠和及时传输安全数据的标准。使用FSoE，功能安全功能（如门联锁、紧急停机或安全驱动器）可以通过同样的通信系统进行通信，该系统还同时处理所有其它过程数据。

ETG简化了FSoE合规性及其评估流程，包括与所谓的通知机构合作，这减轻了供应商的负担。有来自40多家供应商的安全控制器和安全装置。用户可以为其应用选择最佳安全设备，而不必担心设备之间的互操作性。在以前，用户很大程度上只能使用一家供应商提供的安全组件，所以在安全领域这是前所未有的。

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EtherCAT插拔测试

插拔测试（PlugFests）支持USB等通用标准。将许多EtherCAT设备布置在一个配置了各种EtherCAT控制器的房间中，并将它们连接起来。EtherCAT一致性测试工具专家随时准备回答问题。在活动期间，所有EtherCAT设备都连接到参与测试的控制器上。最后，所有EtherCAT设备都连接在一起，每个EtherCAT控制器都连接到整个系统。届时，所有设备都已就位，并能够正常工作。

没有可行的互操作性，任何现场总线或通信技术都是无用的。EtherCAT旨在集成与各种控制器一起工作的现场设备，因此用户不必担心它们将如何协同工作。这将使所有用户受益。

关键概念：

■ 现场总线通信直接决定现场设备是否能与控制器的性能相匹配。

■ FSoE提供了可靠传输安全数据的安全通信信道。

■ EtherCAT一致性测试和插拔测试确保设备互操作性和易用性。

思考一下：

您如何在设施中使用EtherCAT？

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▲本文来自于控制工程中文版杂志（CONTROL ENGINEERING China）2023年7月刊《技术文章》栏目：借助EtherCAT的互操作性消除工业网络障碍



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