美商英特蒙KINGSTAR Soft-Motion平台 提供靈活的軟體自動化平台

英特蒙台灣分公司亞太區研發主管華伊夫(Yves de la Broise)

以「將Windows轉變成為一個即時作業系統(RTOS)」著稱的美商英特蒙(IntervalZero)，憑藉RTX/RTX64產品經營RTOS市場，迄今已逾30年歷程，包括波音、西門子、Honeywell、ABB、GE、施耐德…等知名歐美大廠，皆採用RTX多年來發展運動控制；而因應工業4.0智慧自動化需求高漲，製造業面臨前所未見重大挑戰，該公司遂於2015年推出KINGSTAR全新軟體自動化控制平台，協助用戶克服艱鉅考驗。

英特蒙亞太區研發主管華伊夫(Yves de la Broise)指出，過去製造業藉助高階硬體設備(例如PLC、運動控制卡…等等)，搭配專屬通訊協定，執行諸如運動控制、視覺、通訊I/O…等不同需求，功能需求愈多，需要部署的硬體數量就愈大，不僅徒增成本負擔，且易遭特定硬體廠商綁架。

隨著工業4.0、IoT、雲端世代來臨，驅使製造業走向智慧生產、彈性製造的新局面，導致用戶亟待滿足的自動控制需求激增，連動控制的軸數也大幅攀升。若沿襲現有的技術架構，勢必墊高許多設備成本，因此製造業者紛紛積極尋求有別於以往的創新技術。

EtherCAT自動設定  用戶學習與適應門檻大降

事實上，KINGSTAR猶未問市前，許多供應商已提出一些看似有所突破的方案，可惜這些方案各有盲點。華伊夫說，眾多大廠為協助用戶減少高階電腦佈建需求，各自發展不同串列通訊技術。藉由全方位解決方案的型態，串聯旗下I/O、驅動器、伺服馬達等各式產品；然而這般方式對用戶而言，最終將面臨瓶頸，只因為單一廠商未必迎合所有功能需求，此時用戶將被迫採用另一廠牌產品，建構另一種通訊方式。後續若欲整合兩種廠牌設備，難度勢必非常高。

或許有人質疑，以西門子為例，已宣佈開放其PROFINET協定，歡迎其他設備商加入支援行列，如此豈不是能夠解決異質廠牌設備整合難題？但是事實不然，即使諸如西門子等大廠開放其通訊協定，但後續牽動的效應非常有限，只因為大廠通常包山包海，供應多不勝數的品項，其他廠商多認為縱使花力氣支援其項協定，終究難以撼動大廠地盤，導致願意響應大廠通訊協定的他牌設備廠商，始終寥寥無幾，最終將無法為客戶帶來太多助益。

考量至此，許多企業逐漸對軟體控制器寄予厚望，只因為唯有運用軟體取代傳統控制器硬體，始可突破種種瓶頸，因而讓EtherCAT聲勢躍起，而加入支援此標準通訊協定的廠商格外踴躍。縱然EtherCAT訴求透過單一條線路、搭配軟體控制器，即可取代過往諸多昂貴硬體配置，且便於彙整不同來源的數據，也不會因為連結過多硬體設備而導致效能滑落。對於用戶來說，這絕對是最佳誘因，但是仍有一大缺點—硬體設備設定太過複雜，難免對客戶開發時程多所延宕。

英特蒙之所以催生KINGSTAR，是期望為企業提供一個既省錢、簡單又靈活的軟體控制平台。一方面不但可以確保用戶完全享有EtherCAT的種種好處，二方面又讓用戶不需學習繁雜的設定，所有操作宛如Windows的Plug & Play，可以獲取立竿見影妙效。一旦用戶選定了自己所需要的EtherCAT硬體設備，這個惱人的複雜設定，將由英特蒙的KINGSTAR在系統連線時，自動且神祕地幫您完成。

免用運動控制卡  創造25%~50%成本撙節效益

華伊夫說明，深究KINGSTAR精髓，在於將傳統的運動控制卡的功能，轉化為在一般工業電腦(IPC)執行的軟體，旨在讓用戶端的中控電腦，完全不需要加裝任何硬體I/O控制卡，即可純粹以軟體的運行方式，再搭配單一網路線，針對包括馬達在內的硬體元件施以控制，一舉滿足HMI、SCADA、EtherCAT運動控制、Soft PLC以及機器視覺(Machine Vision)等多重功能需求，為客戶創造出「價廉質優」的效益。所謂「價廉」，意指能省卻大量硬體I/O控制卡、電纜、AD/DA轉換電路等成本支出；至於「質優」，則拜x86中央處理器(CPU)效能大幅演進所賜，現今的運算處理性能上已凌駕DSP、FPGA等傳統技術。

他進一步指出，KINGSTAR平台係以RTX64即時作業系統為底層，上面搭載了EtherCAT Master與EtherCAT自動設定功能，接著透過KINGSTAR Soft Motion函式庫，提供充分的運動控制演算法，結合Soft PLC作上層控制；如果用戶欲採用特殊運動控制邏輯或者整合第三方所開發的軟體，也可以在KINGSTAR平台上透過RTX64的開發工具(SDK)，自行開發運動控制與PLC邏輯。除此之外，KINGSTAR平台也提供用戶莫大自主空間，來打造屬於自己的使用介面(GUI)。

華伊夫表示，綜觀KINGSTAR的優勢，首先在於它是純軟體平台，不需藉助任何硬體式運動控制卡，且能廣泛支援各種硬體裝置、I/O或驅動器？馬達，完全不會有被綁硬體的問題；其次KINGSTAR為全整合的自動化平台，用戶可直接運用內建的Soft Motion和Soft PLC(支援第三方GigE Vision視覺控制技術)等功能，亦可善用RTX64、EtherCAT、VS IDE與SDK等開發工具，進行客製化開發或整合；第三，預期KINGSTAR可取代昂貴的運動控制卡(例如ACS Motion、Aerotech、Galil等等)，用戶僅需採用相對平價的EtherCAT-based伺服系統即可，故可創造大約25~50%的成本節省效應。更重要的是，用戶目前的運動控制、PLC、機器視覺甚至機器手臂，都將可以藉由KINGSTAR這個整合平台，做完整連結或者完全整合在一台電腦裡，達到成本效益最大化。

第四，英特蒙已預先執行EtherCAT設定，因此用戶無需費時研究或學習EtherCAT相關知識，就能經由系統自動設定而快速上手；更重要的，KINGSTAR的用戶，同時可以將輕易的將財會？產銷的ERP及上雲端的IoT解決方案整合在同一台電腦的Windows裡，即可加速邁向智慧製造的目標，以及達到工業4.0的水準。