随着处理器功能的增强以及新的Ethernet- based总线协议的出现，企业对软件协议和以软件为主的控制逻辑的方案需求日益强烈。为此，专注于 Windows-based 设备控制器的英特蒙开发了用以建立智能设备控制器的KINGSTAR 自动化软件平台，藉由重建的 64 位版本的实时扩充套件 RTX64，从而将 Windows 成功转换为实时操作系统。

KINGSTAR 平台架构

KINGSTAR 平台的核心组件是 Windows 的 RTX64 实时扩充套件。RTX64可直接使用Visual Studio 中的 C/C++在 Windows 10、64位的电脑上开发实时应用程序，其应用范围广泛，从 2 核心到 64 核心的通用电脑都可使用，且可被部署在许多不同的行业中，例如自动化与机器人技术，医疗、防御和仿真器设备等。

KINGSTAR 的另一个组件是现场总线，RTX64 置入了可即插即用的 EtherCAT协议。为了提供应用程序更大的弹性，英特蒙利用 EtherCAT 总线扫描功能来构建自动配置，允许相同的应用程序在不同的硬件配置下运行，而这种自动配置的优点是它能支持所有主要的伺服驱动器和 I/O 硬件品牌，用户可在不更新 KINGSTAR 的情况下添加使用 EtherCAT的硬件。不仅如此，总线层可如同本地主机一样直接取得变量，在应用程序中完全隐藏总线。

为了进一步完善智能设备控制平台，KINGSTAR 还提供了软件运动控制组件，此运动控制组件符合了 PLCopen 用于点对点、同步和群组动作控制标准规范。有了 KINGSTAR 现代处理器和优化的运动控制方程式，在高速循环周期中控制大量的轴将不成问题。

KINGSTAR 架构

KINGSTAR 平台应用

● 运动及数控机床(CNC)控制器

KINGSTAR总线组件的首批客户是运动控制和数控机床(CNC)控制器制造商。

英特蒙在EtherCAT 主站接口之上多添加一层由 EtherCAT 技术协会 (ETG) 定义的标准，利用 EtherCAT 的网络扫描功能，创建了一个具有开放数据库的自动配置功能。

KINGSTAR 自动配置

使用 KINGSTAR 总线，控制器应用程序可选择 EtherCAT 中多个选项，例如循环时间、分布式时钟 (DC) 同步及要映像到运动控制的驱动变量。KINGSTAR 提供的硬件数据库是开放的，因此客户能拥有自己的数据库档案并单独于 KINGSTAR 所提供的数据库之外进行更新。

KINGSTAR 总线的另一个主要区别在于是建构成一个子系统而不是驱动程序，这表示 EtherCAT 主站会在一个与应用程序独立的进程中运行，这架构能让开发人员使用断点来除错他们的应用程序，同时 EtherCAT 主站能继续运行但又不会触发设备中的看门狗保护机制。

使用用户偏好的语言开发

● 机器制造商

在 EtherCAT 开始热门以前，许多测试、检验、包装和其他设备的制造商已经从模拟布线转换为专用协议，但因为他们必须购买相同品牌的控制器和硬件，且无法在控制器上添加其他应用程序，随之而来也造成了使用上的限制。

而带有运动和 EtherCAT 的软件解决方案使他们能够混合来自不同品牌的设备，并将控制软件直接集成到他们的应用程序中。KINGSTAR 解决方案则带有总线和运动控制，可使机器应用程序以高速周期轮询数据并直接诊断或配置 EtherCAT 设备。

● 系统集成商

将多个控制器集成在一起，是一个复杂的任务。因为不同供货商的控制器设计的时候并未考虑同步，甚至可能会在更新的时候破坏其兼容性，因此为保持与以往相同的开发、维护和人机界面，系统集成商逐渐转向软件 PLC 解决方案。

作为理想之选，KINGSTAR PLC不仅内建 EtherCAT、运动控制、Modbus和OPC UA，还能让用户自己在runtime或开发环境中添加功能。控制器内部不需要任何应用程序，PLC内部的功能块可以直接发送指令。随着 TSN 标准的发布，将有可能在控制器之间发送有时效性的 OPC UA 信号，从而使用标准协议实现多个控制器与PLC之间的安全性及同步功能。

KINGSTAR 插件

● 工业 4.0机械手臂和CNC控制器

由于本身的灵活性，KINGSTAR 平台时常被想要开发创新功能的控制器制造商所使用。最具代表性的系统之一就是工业 4.0 机械手臂控制器。

机械手臂开发人员使用实时 C++ 编写控制算法，利用强大的 x86 CPU构建扭矩控制和手动示教，还可以进行碰撞检测，比较模拟和实际扭矩和位置值。通过使用 EtherCAT 主站来控制设备，机械手臂可作为 EtherCAT 从站出现在其他控制器上。借助这个功能，一个机械手臂控制器里的程序就能控制多个相同品牌的机械臂并且轻易合作。随着 OPC UA 标准机器配置文件的定义，之后甚至能控制其他供货商的机械手臂，或甚至是 CNC 或机器视觉控制器。

为物联网及工业4.0设计的KINGSTAR

工业 4.0对制造业的革命，好比亚马逊对零售业的影响。Windows PC- based 的平台是截至目前为止云端连接和工业4.0的最佳选择，而 KINGSTAR 的 EtherCAT 主站提供了一个新方法来快速应用 EtherCAT 并促进开发团队和调试团队之间的合作。KINGSTAR 在开发语言上是开放的，甚至能支持混合开发。KINGSTAR 的架构经过精心设计，可以通过机器视觉、CNC 或其他功能的插件进行效能增强。 最后也同样重要的是，得益于 RTX64，KINGSTAR 提供了突破性的机器控制效能。

（英特蒙供稿）