隨著IT技術(shù)的發(fā)展，CPU的速度越來越快，網(wǎng)絡(luò)越來越發(fā)達(dá)，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(fù)雜算法的能力，但卻有限提高了系統(tǒng)的性能——我們在應(yīng)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(yīng)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(shù)成果，改善自動化通訊技術(shù)，才是解決方案。
借助以太網(wǎng)現(xiàn)有協(xié)議框架及其100M的帶寬資源，行業(yè)領(lǐng)先的自動化廠家根據(jù)自動化數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅诂F(xiàn)有的以太網(wǎng)協(xié)議上進(jìn)行相應(yīng)的修改，推出了不同的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，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(diào)查反映了實時高性能工業(yè)以太網(wǎng)的市場認(rèn)可度和應(yīng)用狀況，其中EtherCAT占據(jù)頭名，在選擇要素里面性能指標(biāo)占據(jù)了最重要的位置，而應(yīng)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(wǎng)通訊技術(shù)，它有更快的通訊速度，如1000個開關(guān)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(jié)構(gòu)，使原來傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線四層循環(huán)結(jié)構(gòu)改善為僅有兩層的結(jié)構(gòu)——PLC運算循環(huán)及EtherCAT總線循環(huán)。相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，底層I/O的響應(yīng)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(wǎng)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(shè)備均實現(xiàn)EtherCAT通訊，系統(tǒng)中無需再有協(xié)議轉(zhuǎn)換，一個通訊系統(tǒng)滿足了主控，I/O，伺服驅(qū)動，甚至功能性安全等需要數(shù)據(jù)交換的所有設(shè)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(shù)，它還有最優(yōu)的硬實時性能——遠(yuǎn)小于1微秒的出色同步性能。這是諸多主流伺服驅(qū)動器供應(yīng)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(wǎng)協(xié)議——58家伺服驅(qū)動器廠商選擇EtherCAT作為新一代伺服產(chǎn)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(qū)動供應(yīng)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(shù)的開放性，一致性及在制造商中的廣泛認(rèn)可度。
當(dāng)然，EtherCAT還有諸多其他優(yōu)勢，如靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、支持多種物理層、成本低廉、應(yīng)用簡單（自動化工程師甚至無需任何IT相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)即可輕松應(yīng)用該技術(shù)）、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(shù)以來，EtherCAT在全球自動化的各個領(lǐng)域都得到了迅速而廣泛的推廣和應(yīng)用，并獲得了諸多客戶的贊許。目前在國內(nèi)，多家主流數(shù)控系統(tǒng)提供商都已經(jīng)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(lǐng)域的應(yīng)用，甚至在電力行業(yè)EtherCAT也有卓越的應(yīng)用。此外，EtherCAT系統(tǒng)應(yīng)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(fēng)力發(fā)電機的主控和變槳、變流系統(tǒng)，市政工程，半導(dǎo)體制造等。EtherCAT技術(shù)協(xié)會還與多個高校合作，共同在校園推廣該技術(shù)的實施和應(yīng)用。在這些應(yīng)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(dá)到從前傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)無法達(dá)到的性能要求，同時設(shè)備成本降低，從而提高最終產(chǎn)品的市場競爭力；也有些應(yīng)用是因為EtherCAT具有更靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(shù)，由中立的EtherCAT技術(shù)協(xié)會（ETG）推廣和完善。任何對該技術(shù)感興趣的單位都可以申請加入EtherCAT技術(shù)協(xié)會，從而共享所有技術(shù)相關(guān)的規(guī)范，并開發(fā)EtherCAT主站和從站產(chǎn)品。事實上，EtherCAT技術(shù)協(xié)會已經(jīng)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(lǐng)域領(lǐng)先的供應(yīng)商及用戶共同支持EtherCAT協(xié)會的發(fā)展和EtherCAT技術(shù)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(guān)的EtherCAT產(chǎn)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(qū)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(chǎn)品。這表明，在國內(nèi)，領(lǐng)先的自動化本土廠商堅信EtherCAT技術(shù)及其未來的市場，并已經(jīng)在EtherCAT的技術(shù)實施方面取得了一定的成果。
在北京，ETG設(shè)有EtherCAT技術(shù)協(xié)會中國代表處，該機構(gòu)為本土的會員提供咨詢和服務(wù)。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(yīng)商和最終用戶了解工業(yè)通訊的發(fā)展趨勢和EtherCAT技術(shù)如何幫助他們改善目前的應(yīng)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(jié)實了很多國內(nèi)領(lǐng)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(xùn)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(chǎn)品提供商的活動，EtherCAT技術(shù)逐漸在國內(nèi)高端應(yīng)用中得到廣泛的認(rèn)可。2011年，ETG中國將參與更多的活動，面向國內(nèi)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(wù)。
