隨著處理器功能的增強以及新的Ethernet- based總線協(xié)議的出現(xiàn)，企業(yè)對軟件協(xié)議和以軟件為主的控制邏輯的方案需求日益強烈。為此，專注于 Windows-based 設備控制器的英特蒙開發(fā)了用以建立智能設備控制器的KINGSTAR 自動化軟件平臺，藉由重建的 64 位版本的實時擴充套件 RTX64，從而將 Windows 成功轉(zhuǎn)換為實時操作系統(tǒng)。
KINGSTAR 平臺架構(gòu)
KINGSTAR 平臺的核心組件是 Windows 的 RTX64 實時擴充套件。RTX64可直接使用Visual Studio 中的 C/C++在 Windows 10、64位的電腦上開發(fā)實時應用程序，其應用范圍廣泛，從 2 核心到 64 核心的通用電腦都可使用，且可被部署在許多不同的行業(yè)中，例如自動化與機器人技術，醫(yī)療、防御和仿真器設備等。
KINGSTAR 的另一個組件是現(xiàn)場總線，RTX64 置入了可即插即用的 EtherCAT協(xié)議。為了提供應用程序更大的彈性，英特蒙利用 EtherCAT 總線掃描功能來構(gòu)建自動配置，允許相同的應用程序在不同的硬件配置下運行，而這種自動配置的優(yōu)點是它能支持所有主要的伺服驅(qū)動器和 I/O 硬件品牌，用戶可在不更新 KINGSTAR 的情況下添加使用 EtherCAT的硬件。不僅如此，總線層可如同本地主機一樣直接取得變量，在應用程序中完全隱藏總線。
為了進一步完善智能設備控制平臺，KINGSTAR 還提供了軟件運動控制組件，此運動控制組件符合了 PLCopen 用于點對點、同步和群組動作控制標準規(guī)范。有了 KINGSTAR 現(xiàn)代處理器和優(yōu)化的運動控制方程式，在高速循環(huán)周期中控制大量的軸將不成問題。
KINGSTAR 架構(gòu)
KINGSTAR 平臺應用
● 運動及數(shù)控機床(CNC)控制器
KINGSTAR總線組件的首批客戶是運動控制和數(shù)控機床(CNC)控制器制造商。
英特蒙在EtherCAT 主站接口之上多添加一層由 EtherCAT 技術協(xié)會 (ETG) 定義的標準，利用 EtherCAT 的網(wǎng)絡掃描功能，創(chuàng)建了一個具有開放數(shù)據(jù)庫的自動配置功能。
KINGSTAR 自動配置
使用 KINGSTAR 總線，控制器應用程序可選擇 EtherCAT 中多個選項，例如循環(huán)時間、分布式時鐘 (DC) 同步及要映像到運動控制的驅(qū)動變量。KINGSTAR 提供的硬件數(shù)據(jù)庫是開放的，因此客戶能擁有自己的數(shù)據(jù)庫檔案并單獨于 KINGSTAR 所提供的數(shù)據(jù)庫之外進行更新。
KINGSTAR 總線的另一個主要區(qū)別在于是建構(gòu)成一個子系統(tǒng)而不是驅(qū)動程序，這表示 EtherCAT 主站會在一個與應用程序獨立的進程中運行，這架構(gòu)能讓開發(fā)人員使用斷點來除錯他們的應用程序，同時 EtherCAT 主站能繼續(xù)運行但又不會觸發(fā)設備中的看門狗保護機制。
使用用戶偏好的語言開發(fā)
● 機器制造商
在 EtherCAT 開始熱門以前，許多測試、檢驗、包裝和其他設備的制造商已經(jīng)從模擬布線轉(zhuǎn)換為專用協(xié)議，但因為他們必須購買相同品牌的控制器和硬件，且無法在控制器上添加其他應用程序，隨之而來也造成了使用上的限制。
而帶有運動和 EtherCAT 的軟件解決方案使他們能夠混合來自不同品牌的設備，并將控制軟件直接集成到他們的應用程序中。KINGSTAR 解決方案則帶有總線和運動控制，可使機器應用程序以高速周期輪詢數(shù)據(jù)并直接診斷或配置 EtherCAT 設備。
● 系統(tǒng)集成商
將多個控制器集成在一起，是一個復雜的任務。因為不同供貨商的控制器設計的時候并未考慮同步，甚至可能會在更新的時候破壞其兼容性，因此為保持與以往相同的開發(fā)、維護和人機界面，系統(tǒng)集成商逐漸轉(zhuǎn)向軟件 PLC 解決方案。
作為理想之選，KINGSTAR PLC不僅內(nèi)建 EtherCAT、運動控制、Modbus和OPC UA，還能讓用戶自己在runtime或開發(fā)環(huán)境中添加功能。控制器內(nèi)部不需要任何應用程序，PLC內(nèi)部的功能塊可以直接發(fā)送指令。隨著 TSN 標準的發(fā)布，將有可能在控制器之間發(fā)送有時效性的 OPC UA 信號，從而使用標準協(xié)議實現(xiàn)多個控制器與PLC之間的安全性及同步功能。
KINGSTAR 插件
● 工業(yè) 4.0機械手臂和CNC控制器
由于本身的靈活性，KINGSTAR 平臺時常被想要開發(fā)創(chuàng)新功能的控制器制造商所使用。最具代表性的系統(tǒng)之一就是工業(yè) 4.0 機械手臂控制器。
機械手臂開發(fā)人員使用實時 C++ 編寫控制算法，利用強大的 x86 CPU構(gòu)建扭矩控制和手動示教，還可以進行碰撞檢測，比較模擬和實際扭矩和位置值。通過使用 EtherCAT 主站來控制設備，機械手臂可作為 EtherCAT 從站出現(xiàn)在其他控制器上。借助這個功能，一個機械手臂控制器里的程序就能控制多個相同品牌的機械臂并且輕易合作。隨著 OPC UA 標準機器配置文件的定義，之后甚至能控制其他供貨商的機械手臂，或甚至是 CNC 或機器視覺控制器。
為物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)4.0設計的KINGSTAR
工業(yè) 4.0對制造業(yè)的革命，好比亞馬遜對零售業(yè)的影響。Windows PC- based 的平臺是截至目前為止云端連接和工業(yè)4.0的最佳選擇，而 KINGSTAR 的 EtherCAT 主站提供了一個新方法來快速應用 EtherCAT 并促進開發(fā)團隊和調(diào)試團隊之間的合作。KINGSTAR 在開發(fā)語言上是開放的，甚至能支持混合開發(fā)。KINGSTAR 的架構(gòu)經(jīng)過精心設計，可以通過機器視覺、CNC 或其他功能的插件進行效能增強。 最后也同樣重要的是，得益于 RTX64，KINGSTAR 提供了突破性的機器控制效能。
（轉(zhuǎn)載）
