隨著IT技術的發(fā)展，CPU的速度越來越快，網絡越來越發(fā)達，那么自動化控制系統(tǒng)是否也可借力得到提高或改善呢? 其實，控制系統(tǒng)提供商一直在提高著PLC的CPU速度，有效提高了PLC的運算時間和處理復雜算法的能力，但卻有限提高了系統(tǒng)的性能——我們在應用中發(fā)現(xiàn)，無論CPU的速度如何提高，PLC的算法如何改善，但對整個系統(tǒng)響應的影響微乎其微。這是因為現(xiàn)場總線通訊是瓶頸，阻礙了系統(tǒng)性能的提升。因此，更充分地利用IT技術成果，改善自動化通訊技術，才是解決方案。

　　借助以太網現(xiàn)有協(xié)議框架及其100M的帶寬資源，行業(yè)領先的自動化廠家根據(jù)自動化數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，在現(xiàn)有的以太網協(xié)議上進行相應的修改，推出了不同的工業(yè)以太網技術，比較流行的有EtherCAT、Sercos III、Profinet、Powerlink、Ethernet/IP等。其中EtherCAT因其高性能、高靈活性、使用方便及其完全開放性尤其引人注目。美國《控制工程》雜志2010年五月發(fā)布的讀者調查反映了實時高性能工業(yè)以太網的市場認可度和應用狀況，其中EtherCAT占據(jù)頭名，在選擇要素里面性能指標占據(jù)了最重要的位置，而應用行業(yè)中物料搬運、機器人、數(shù)控、包裝機械比較集中。

　　EtherCAT是工業(yè)以太網通訊技術，它有更快的通訊速度，如1000個開關點的數(shù)據(jù)刷新周期僅為30微秒，而100個伺服軸（每個軸8byte IN+OUT）的刷新周期也僅為100微秒。此外，EtherCAT還可優(yōu)化系統(tǒng)結構，使原來傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線四層循環(huán)結構改善為僅有兩層的結構——PLC運算循環(huán)及EtherCAT總線循環(huán)（見圖1）。相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，底層I/O的響應時間大大縮減，最多僅需兩個PLC循環(huán)周期就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的刷新。因此，EtherCAT打破了傳統(tǒng)現(xiàn)場總線的通訊瓶頸，解放了PLC或PC的CPU性能，從而大大提高了系統(tǒng)性能。同時，EtherCAT的“一網到底”的特性也是其亮點之一。從主站到系統(tǒng)最末端的所有從站設備均實現(xiàn)EtherCAT通訊，系統(tǒng)中無需再有協(xié)議轉換，一個通訊系統(tǒng)滿足了主控，I/O，伺服驅動，甚至功能性安全等需要數(shù)據(jù)交換的所有設備的通訊需求。

　　EtherCAT并不僅僅是一個高速傳輸數(shù)據(jù)的通訊技術，它還有最優(yōu)的硬實時性能——遠小于1微秒的出色同步性能。這是諸多主流伺服驅動器供應商選擇EtherCAT接口的原因之一。根據(jù)2010年5月“SPS Magazine”采集的數(shù)據(jù)看來，EtherCAT是伺服廠商實施最多的工業(yè)以太網協(xié)議——58家伺服驅動器廠商選擇EtherCAT作為新一代伺服產品的通訊接口。在2010年11月德國紐倫堡的SPS/IPC/Drive展會的ETG聯(lián)合展臺上，來自于24個主流伺服驅動供應商的35種EtherCAT伺服軸協(xié)同在一個EtherCAT主控器下同步運行的展示系統(tǒng)驚艷亮相，充分展示了EtherCAT技術的開放性，一致性及在制造商中的廣泛認可度。

　　當然，EtherCAT還有諸多其他優(yōu)勢，如靈活的拓撲結構、支持多種物理層、成本低廉、應用簡單（自動化工程師甚至無需任何IT相關技術培訓即可輕松應用該技術）、無縫兼容不同現(xiàn)場總線協(xié)議（取代PCI方式）、支持功能性安全、線纜冗余等等。因此，自2003年底推出該技術以來，EtherCAT在全球自動化的各個領域都得到了迅速而廣泛的推廣和應用，并獲得了諸多客戶的贊許。目前在國內，多家主流數(shù)控系統(tǒng)提供商都已經或正在開發(fā)基于EtherCAT的數(shù)控系統(tǒng)，很多研究院所都在積極研究和研發(fā)EtherCAT在機器人領域的應用，甚至在電力行業(yè)EtherCAT也有卓越的應用。此外，EtherCAT系統(tǒng)應用的場合更為廣泛，如包裝機械，注塑機，輪胎機械，焊接機械，風力發(fā)電機的主控和變槳、變流系統(tǒng)，市政工程，半導體制造等。EtherCAT技術協(xié)會還與多個高校合作，共同在校園推廣該技術的實施和應用。在這些應用中，絕大多數(shù)場合是因為EtherCAT能提供更高的性能，系統(tǒng)可以達到從前傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)無法達到的性能要求，同時設備成本降低，從而提高最終產品的市場競爭力；也有些應用是因為EtherCAT具有更靈活的拓撲結構及方便集成各種不同傳統(tǒng)現(xiàn)場總線的特性。

　　此外，EtherCAT是一個完全開放的通訊技術，由中立的EtherCAT技術協(xié)會（ETG）推廣和完善。任何對該技術感興趣的單位都可以申請加入EtherCAT技術協(xié)會，從而共享所有技術相關的規(guī)范，并開發(fā)EtherCAT主站和從站產品。事實上，EtherCAT技術協(xié)會已經發(fā)展成為全球最大的現(xiàn)場總線組織，目前有1500多名會員單位，其中包括來自于中國大陸地區(qū)的106家本土企業(yè)。這些來自世界自動化各領域領先的供應商及用戶共同支持EtherCAT協(xié)會的發(fā)展和EtherCAT技術的不斷完善。

　　EtherCAT的活躍還表現(xiàn)在ETG會員公司陸續(xù)推出了相關的EtherCAT產品，不僅有歐美、日本的自動化廠商推出了基于EtherCAT的HMI、IO、伺服驅動器、變頻器、閥控制器、PLC、電機等；在2010年11月上海的工博會上，ETG聯(lián)合展臺還展示了來自于中國本土企業(yè)開發(fā)的基于EtherCAT的數(shù)控系統(tǒng)，PC 104板卡及EtherCAT研發(fā)套件等產品。這表明，在國內，領先的自動化本土廠商堅信EtherCAT技術及其未來的市場，并已經在EtherCAT的技術實施方面取得了一定的成果。

　　在北京，ETG設有EtherCAT技術協(xié)會中國代表處，該機構為本土的會員提供咨詢和服務。ETG中國代表處積極組織參與了諸多市場活動，希望幫助更多本土供應商和最終用戶了解工業(yè)通訊的發(fā)展趨勢和EtherCAT技術如何幫助他們改善目前的應用。2010年，EtherCAT聯(lián)合展臺參展了廣州、上海和北京的大型自動化展覽會，并結實了很多國內領先的自動化廠商和最終用戶，為其提供小型EtherCAT講解交流會、研發(fā)培訓等。此外，代表處還組織了“EtherCAT登錄中國”的路演活動，在北京、深圳、上海舉辦，160多名用戶主動報名并參與了這個路演活動，那么，通過這些市場活動和直接面向最終客戶及產品提供商的活動，EtherCAT技術逐漸在國內高端應用中得到廣泛的認可。2011年，ETG中國將參與更多的活動，面向國內越來越活躍的OEM機械制造行業(yè)，為其在提高效率，節(jié)能減排，提高運營效益和功能安全方面提供咨詢和服務。