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智能製造與自動化工廠的新平台

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美商英特蒙研發經理華伊夫。
美商英特蒙研發經理華伊夫。

在工業4.0的趨勢帶動下,製造過程中所產生的資訊,不僅只是送到雲端而已,還得設法讓機器跟機器溝通;而機器的複雜度日增,速度要求也愈來愈快,但成本卻又不能相對提升,在在都成為智能製造與自動化工廠的難題。

美商英特蒙(IntervalZero)研發經理華伊夫(Yves de la Broise)指出,採用特定的硬體解決方案,雖然就可以解決前述問題,但成本問題依然難以避免,因此選擇已經標準化的硬體,搭配客製化的軟體解決方案,可能會是更好的解決之道。

傳統的運動控制架構,會讓不同的硬體控制卡執行不同的任務,而現在的電腦CPU因為可以跑好幾個DSP功能,也可以跑原本許多硬體控制卡提供的功能。但華伊夫指出,如果在同一台電腦上執行不同控制卡的功能,除了佈線會變得很複雜外,不但不易維護,機台也容易彼此互相干擾,導致資料難以抓取。

如果能用驅動器來搭配線路,雖然可以減少線路的數量,但除了要用不同的驅動器才能使用各自的線路,而且可能會被特定硬體綁住。前述問題也因此讓EtherCAT標準開始受到重視,因為支援的硬體數量非常多,用戶比較容易找到需要的硬體。

而且華伊夫指出,由於KINGSTAR的解決方案是用軟體來解決前述問題,不僅佈線可以更加簡化,擴展性也更有彈性,可以配合更多的硬體供應商,同時還可有多個數據層,安全性、運動性與I/O的控制都在同一骨幹,反應市場需求更加即時。

雖然用同一條線路抓取不同硬體的資料,必須要重新調整架構,通訊埠速度甚至可能因此變慢,通訊設定也因此變得比較複雜。華伊夫表示,在EtherCAT架構下,要用那些硬體,要用那些功能,過去可能要花許多時間研究設定。

華伊夫表示,這些設定的研究時間,原本可能需要一年的開發時間,但台灣的市場生態,必須要縮短到3個月才行。因此開發出KINGSTAR平台解決方案,已經先跟硬體業者完成設定測試,只要一開機,就會自動掃描連接那些硬體,完成自動設定,讓EtherCAT架構的效率能維持一定水準。

華伊夫強調,英特蒙是個完全寫軟體的企業,提供的工業控制平台就像Windows一樣,可以讓業者在上面開發各類基本功能,尤其是工業4.0或IoT的環境下,客戶都會期待機器人能夠彼此溝通,需要讓不同的控制器可以協同控制,就更需要透過類似KINGSTAR這種運動控制標準平台,才能減輕程式開發的負擔。

目前已有許多公司用KINGSTAR平台開發機器人的控制功能,例如PMC,為了能夠配合客戶使用偏好的硬體,同時也維持硬體的靈活性,選擇了EtherCAT架構來處理不同的硬體需求,再透過KINGSTAR平台具有的擴展性與即時控制能力,確保PMC的技術,可以支援極大範圍的硬體,卻無需修改控制的演算法。

華伊夫表示,客戶如果想要自己來做自動控制,可以在KINGSTAR平台上用C/C++或是內建的軟體PLC。必要時可以介紹給其他已經寫好自動控制的業者,原本的Local I/O還是可以使用;客戶原本在跑的程式還是可以跑,因為KINGSTAR只是扮演輔助的功能。

華伊夫指出,KINGSTAR平台的願景是讓客戶可以用一個平台就可以跑很多功能,原本需要的硬體數量可以因此而減少;客戶還可以自己選硬體,配合EtherCAT可以做到自動設定,並配合客戶要求開發應用,進而達到節省硬體成本的目的。

目前IntervalZero的RTX64也更已經開始支援Windows 10,並提供試用版下載,讓客戶在建立智能製造架構或工業IoT (IIoT)時,可以更加便利並得到更多的協助。