自動化的新紀元 低成本高效能的智動化工廠

KingStar Motion是IntervalZero的RTX64與EtherCAT及軟體運動控制的整合產品。

相信各位業界先進多年累積的經驗上，過去傳統的自動化機台的架構需要幾台控制器、一堆IO卡、運動控制軸卡、以及一堆複雜的連接線。 過去，很多人認為PC-Base系統的價格有點高不可攀，孰不知，市場趨勢卻已經悄悄地往PC-Base的系統靠攏。

到底PC-Base的系統在架構、性能與價格上做了哪些努力與改變，終究使得半導體及PCB設備、檢驗、測試與測量、醫療、模擬、專業音響、專業視頻等領域上又漸漸地被大家所接納且大力支持？

近年來，由於科技不斷演進，不但大幅提升電腦運算速度與性能，同時也大大地使得價格更加親民。同時，若一個即時性、純軟體的工具例如軟體PLC、軟體的運動控制、甚至視覺系統(Vision)，能夠直接在同一台多核心、x64的Windows的電腦中運行，不但得以取代IO卡、數據採集卡(DAQ)、運動控制軸卡、影像擷取卡、或其他FPGA功能的卡片，它的效能與彈性是呈倍數的增加，但是總成本相對是節省了數倍。

西門子SIMATIC的WinAC RTX F是一個已經實現了這樣一個驚人的突破的實際案例。據西門子公司表示，在一般Windows的基礎下，SIMATIC的WinAC RTX F採用簡單的PC-Base的解決方案與IntervalZero的RTX的結合，已經達到最高安全要求，並符合相關標準：EN954-1 up to Cat. 4，符合IEC62061高達SIL-3和EN ISO 13849-1最高PL e標準。

RTX64—原汁原味的64位元即時系統與機器視覺的整合

公司總部位於美國新英格蘭地區的麻薩諸塞州，IntervalZero的RTX64即時作業系統(Real-Time Operating System；RTOS)，成功地將Windows轉換成為一個完美在x64多核心硬體下運行的即時作業系統。

它帶來「即時性」的效能、多核心的SMP與記憶體共享環境下，並且以Windows作為人機介面的64位元即時作業系統，藉由與EtherCAT及機器視覺的結合，正逐漸將PC-Base的系統效能，發揮到極大化。

RTX64有一個硬體抽象層(HAL)，不同於Windows的HAL，它們是個別獨立運作，而且沒有修改Windows的必要。這兩個系統是共存共榮。該RTX64 HAL最快能夠達到1微秒的即時性能(取決於硬體支持)。

在RTX64即時子系統(RTSS)裡有獨立於Windows的排程器(scheduler)，可以分配執行緒(threads)到指定內核(CPU core)來實現對稱的多處理(SMP)，而不依賴於虛擬化(virtualization)或複雜的介面間的通訊。極大的儲存空間可用於所有內核，沒有記憶分區，從此共同創造了一個純軟體的機器視覺系統。

對於機器視覺應用及先進的工業控制系統來說，這是一個絕對的優勢。不僅能夠呈現視覺數據顯示給用戶，而且結合運動控制，也能一同處理它的生產線上的檢驗結果。重點是，所有的工作都可以在一台電腦中完成！

近年來，數位視覺系統的應用範圍越來越廣，從生產線的檢驗、機器手臂的裝配線到生物特徵如指紋，DNA以及臉部分析，到醫療設備、汽車系統和機器人倉儲系統。目前就機器視覺系統的性能要求上是越來越高，從速度，辨識率，圖像處理的速度、深度與細到控制系統上的速度、精準度和複雜性。

IntervalZero建議使用全球標準介面的GigE Vision。由於它採用一般共用低成本的快速影像資料傳輸標準的乙太網線纜和連接器與跨越的能力長度達100米，或使用光纖電纜甚至5,000米。因為GigE Vision直接使用乙太網連接，它不依賴任何專門的硬體，如影像採集卡傳送其像數據的應用程序。

此外，它可支持多個相機，相同的網路與具有每個相機自身的IP位址。而隨著RTX64的多核特性和GigE視覺技術與運動控制的結合，這整個影像擷取與處理，得以各自在不同的CPU核心內分工運作，不會受到互相干擾而影響整體效能，大大減少了額外對高成本的智能相機的需求。

KingStar：RTX64、EtherCAT與Soft Motion的完美結合

在業界富有盛名的KingStar Motion，是IntervalZero的RTX64與EtherCAT及軟體運動控制的整合產品。優點是，透過強大的Windows PC，結合優異的軟體運動控制，即可輕鬆處理繁重的運算；以最低的成本，達成並超越硬體運動控制可達到的表現；同時，不需要學會C或C++的程式語言，結合已整合完成的RTX與EtherCAT，可以讓您的機器手臂、自動化機台、AOI檢測機台等，能夠快速達到研發、測試 、量產的Time-to-Market的目標，最重要的是降低成本。

另外不能忘記KingStar產品的最大優勢是「極度的彈性」。只要是x86或x64架構的Windows PC都適用，沒有特定品牌的問題；在EtherCAT的伺服驅動器與馬達的搭配上，同樣也是沒有特定品牌的問題，因為KingStar的完美設計，使得複雜的伺服驅動器與馬達在KingStar上面，猶如Windows上的 Plug & Play一樣方便、好用。