无论您是否意识到，对于一个机器或者工厂的控制系统来说，通讯网络是最重要的独立的技术因素。网络从根本上决定了整个控制架构：一个相对慢速的网络要求在分布式设备上禁用高速的控制环，而一个高性能的网络则可以使工程师自由决定采用分布式的或者是集中式的控制架构。此外，由于拥有众多的厂商支持，一个被广泛接受的网络可提供更广泛的产品选择自由；而由一个巨头主导的网络则默认要求工程师采用该巨头旗下的产品，因为没有第三方提供基于该网络的产品，或者没有足够的来自于该巨头的配置工具的支持，工程师对产品的选择受限。

那么，对于控制系统集成商或者机器制造商来讲，如何选择一个适用的通讯网络，一个合适的现场总线系统呢？我们估计绝大部分用户根本没有主动选择他们的现场总线他们选择控制系统的供应商，然后直接采用了该供应商支持的总线系统。而供应商的选择是基于不同的原因。

一个通常的原因是：历史原因。（我们一直采用这些产品，或者我们的应用程序代码就是用这个供应商提供的平台编程语言写的，我们无法评估移植这些代码的工作量）。另外一个原因就是：最终用户取向（我们的客户希望我们采用某个供应商提供的产品的平台，从而他们的维护团队才可以掌控这台机器）。同时，这些供应商本土的销售及应用工程师团队的表现起到决定性作用（我对这个供应商提供的支持非常满意，因为他们非常关注我们并且非常负责，他们理解我们的需求）。供应商在市场的声誉非常重要，（我的供应商是业界领先的创新公司，他们帮助我们领先我们的竞争对手，或者他们规模非常大，他们的产品一定不错。）当然，其他所有的常见因素也影响了用户的决策：最初报价（常比整体报价更重要），质量，使用方便性，对了，甚至是产品设计。

请不要误解我，您的这些考虑都是必要且有效的。而事实上，如果您恰巧了解德国倍福，欧姆龙，ABB，三星，LSIS，日立，山洋，科尔摩根，NI及其他相关的150多家公司都采用EtherCAT作为其系统总线的话，您的上述考虑会引导您选择EtherCAT技术。

受官方机构广泛支持的高性能技术

但是对于将总线技术本身作为一个重要因素去评估其控制系统的用户来说呢？自然而然，这个类型的用户通常都是现场总线组织主要关注的对象。我们发现这些用户如果对比现场总线的技术细节，他们会很容易钟情于EtherCAT：EtherCAT独特的运行机制具有强势优势并获得了工程师选择的荣誉。采用EtherCAT，以太网帧并不需要像之前那样在被接收后将过程数据复制到每一个设备并解释，而是在帧经过某个节点时，EtherCAT从站设备仅读取寻址到该设备的数据。类似的，来自于从站设备的输入数据在报文经过时将插入到帧中。通过这种被称为processing on-the-fly的机制，帧几乎不会被延迟。因此，一个EtherCAT帧可以携带来自多个从站设备的发送和接收数据，并且带宽的有效利用率高达90%以上。

结果是更高的性能使机器获得更高的效率。EtherCAT将一个工业PC的处理性能得到释放，适用于应用，更快速的控制提供更加精准的结果。例如，世界领先的注塑机提供商Husky公司的报告称因为采用了EherCAT技术，他们的机器更精确的控制了注塑运动，从而生产的塑料杯的壁厚有效减小。因此每台机器每年可为其客户节约高达18万美金的原材料费用。但不仅仅闭环控制得益于更快速的通讯：在很多应用中涉及所谓的转换状态，此处设备必须要等待工件到达，或者气缸运行到终点，亦或压力达到阈值等。采用更快速的网络，意味着更短的等待时间，即机器或者工厂的产量获得提升因为通过这种方式可以轻松提升几个百分点的效率。

此外，EtherCAT不仅仅高速，而且可以非常精准：因为其分布时钟的机制，可以同步采样测试值，同步设定输出抖动远小于1微秒。该精准度特别适用于同步的运动控制和在同一个网络中集成了测试任务的应用。

EtherCAT是通用性网络，支持主-从通讯，从-从通讯和主-主通讯。同时，EtherCAT也并不昂贵：一方面主站是在标准的以太网接口上用软件实现的，另一方面，从站使用的芯片是高集成度且价格低廉的。而布线大大节省成本的，因为EtherCAT不需要任何交换机或其他有源设备，而是采用的标准的以太网线缆和接头。因为网络无需调试从而缩减了工程工作。同时，由于EtherCAT技术提供了精准的错误定位而减少排错时间。

除了低成本芯片和硬件外，再次强调低成本的一个最重要的原因：全球市场对该技术的接受度。这意味着具有广泛的产品可选择性，因此供应商间会存在竞争。EtherCAT由EtherCAT技术协会支持，拥有来自于56个国家和地区的3200名会员公司，是全球最大的工业以太网组织。同时ETG了解有150多个EtherCAT主站供应商，100多个EtherCAT伺服供应商及80多个EtherCAT的IO供应商。

系统集成商和机器制造商可能还希望在他们的控制架构中集成功能安全，而不仅仅减少线缆数量。传统的理念是安全功能是通过独立与自动化控制网络独立实施的，通过硬件或者采用特定的安全总线系统。而Safety over EtherCAT是在同一个通讯网络中实现安全相关通讯和控制，ETG会员可以利用这个优势在同一个网络中实现新的安全方案。

灵活和开放促进功能性

EtherCAT的用户利用灵活的拓扑结构简化其网络的设计和实施工作。EtherCAT网络拓扑结构没有任何实际的局限性：在一个网段中，线型拓扑，星型拓扑，树型拓扑及冗余环型结构，或者任意拓扑结构的组合都可以实现，且没有任何节点数量的限制。甚至无线技术也可以无缝集成到EtherCAT网络，热插拔功能使用户可以在网络运行的过程中接入和断开节点或整个网段。

对很多用户来说，从传统网络移植到新的网络的工作很有挑战。EtherCAT则通过很多总线网关来实现：目前已有20多种不同的总线系统的网关产品可供选择。采用这样的网关，可以将支持其他总线的现有设备集成到EtherCAT网络中并建立一个到其他从站或更高级系统的接口。与传统总线系统的集成是无缝，顺畅的，也无需像从前采用中央控制器时那样复杂，因此PCI，cPCI，PCIe等插卡都不需要了。

采用EtherCAT网络，无需通过dip-switch，rotary switch或类似的方式手动配置每个设备的地址：在系统启动时，地址被自动分配。甚至对于后续添加的设备，原始的地址信息也无需改动EtherCAT主站可以自动识别拓扑并将实际网络拓扑配置与应用程序中期待的拓扑配置比较。在设备替换后，所有参数可以被自动下载。

当选择一个现场总线技术时，真正开放的技术意味着实施永不过时。即便如此，几乎所有的总线和以太网技术都声称自己是开放的。对EtherCAT而言，开放并不仅仅意味着国际标准（IEC, ISO）或者国家标准（GB），更意味着在市场上有足够的可买到的（免费提供的或者开源的）主站和从站软件，以及来自于多个供应渠道的芯片。它还意味着免费的实施支持，清晰的关于互操作性的研发指导文档，适用于多种操作系统和控制器平台的主站和从站的实施，开放的配置工具（含第三方设备），应用接口的规范。此外，EtherCAT技术不仅完全兼容以太网，在研发之初EtherCAT就被特别设计为开放的技术：协议可以在同一个物理网络中传输其他基于以太网的服务。诸如互联网技术可以通过EtherCAT协议实现传输，同时EtherCAT的实时性能还不受影响。因此，所有的互联网技术可以在EtherCAT网络环境中实现：集成的网页服务，email，FTP等。

对于所有用户的一个答案

因此我们发现无论是基于先选择控制提供商，然后再选择网络技术方案的工程师，还是那些通过比较网络技术细节决策采用哪种网络方案后再选择这个平台下的供应商的工程师，都越来越多的趋向选择EtherCAT技术。总之，EtherCAT具有出色的性能，非常简单的布线，真正充分的开放，有众多的产品选择。EtherCAT设定了性能的新标准，且基于以太网和互联网提供优化的纵向集成。采用EtherCAT，拓扑结构和基础实施部件等问题都将一去不复返。

Martin Rostan，EtherCAT技术协会执行董事。