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應用(yòng) | 集成機器視覺與PLC控制系統的(de)邊緣控制器

2019-8-8新聞

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當檢測自動化(huà)遇到視覺圖像檢測需求時(shí),傳統PLC能直接集成機器視覺嗎?



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Customer Demand

客戶需求


随著(zhe)個(gè)性化(huà)産品需求不斷增加,顧客對(duì)品質要求越來(lái)越嚴苛,産品的(de)自動檢測、可(kě)追溯性和(hé)質量控制在各個(gè)生産階段都變得(de)越來(lái)越重要。

視覺圖像處理(lǐ)在很多(duō)方面都比人(rén)眼視覺檢測更有優勢,特别是對(duì)于質量控制來(lái)說。基于圖像處理(lǐ)的(de)光(guāng)學檢測具有高(gāo)重複性和(hé)高(gāo)确定性的(de)特點,可(kě)以輕松地實現精确到微米級的(de)測量,而人(rén)眼視覺幾乎無法實現這(zhè)一精度。


受PLC硬件計算(suàn)性能和(hé)存儲容量限制, 傳統PLC無法直接集成機器視覺同時(shí)滿足自動化(huà)控制與圖像處理(lǐ)的(de)需求。


在傳統自動化(huà)檢測應用(yòng)中,圖像處理(lǐ)與PLC控制一般分(fēn)别獨立進行,通(tōng)常檢測自動化(huà)系統由PLC和(hé)工業計算(suàn)機視覺采集系統組成,視覺采集和(hé)處理(lǐ)任務通(tōng)常由單獨的(de)高(gāo)性能工業計算(suàn)機借助特定的(de)配置工具和(hé)編程語言來(lái)實現,工業計算(suàn)機集成機器視覺采集卡先進行視覺采集,再将視覺圖像檢測到的(de)結果通(tōng)過以太網通(tōng)知PLC完成分(fēn)揀動作。


這(zhè)給系統集成商帶來(lái)極大(dà)挑戰,同時(shí)也(yě)增加了(le)現場(chǎng)維護成本,需要同時(shí)維護兩套系統(PLC+IPC),工程師需要同時(shí)熟悉PLC應用(yòng)及工業計算(suàn)機故障排除技巧。工業計算(suàn)機中的(de)圖像處理(lǐ)和(hé)PLC控制系統之間的(de)網絡通(tōng)信也(yě)需要控制,且網絡通(tōng)訊過程很容易出錯并容易受到強電磁工業現場(chǎng)幹擾,無法确保圖像處理(lǐ)和(hé)傳輸過程中的(de)精确時(shí)序。


工業計算(suàn)機也(yě)容易受外部中斷影(yǐng)響(如操作系統)從而影(yǐng)響處理(lǐ)時(shí)間和(hé)傳輸時(shí)間,圖像檢測結果可(kě)能無法在确定的(de)時(shí)間間隔内送達PLC控制器。

是否可(kě)以在同一個(gè)平台中将視覺檢測和(hé)PLC控制功能整合在同一個(gè)系統中以解決不同系統之間的(de)通(tōng)訊和(hé)同步問題 ?


面對(duì)機器視覺市場(chǎng)發展趨勢和(hé)機遇,研華創新性推出的(de)工業物(wù)聯網邊緣智能控制器WISE-5580将PLC控制與和(hé)視覺采集功能整合于同一平台,面向FA工廠自動化(huà)提供生産質量檢測與分(fēn)揀解決方案,與傳統PLC控制系統與工業計算(suàn)機組合方案相比,WISE-5580高(gāo)性價比一體化(huà)檢測與控制方案獨具競争優勢,更容易獲得(de)客戶信賴。



System Structure

檢測與分(fēn)選方案系統架構


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  • WISE-5580爲Intel® Core™ i7/i5/Celeron®雙核處理(lǐ)器分(fēn)核多(duō)任務控制器, Codesys RTE實時(shí)控制内核

  • 可(kě)擴展多(duō)串口、高(gāo)速USB、千兆以太網、機器視覺接口,支持主流現場(chǎng)總線通(tōng)訊協議(yì)接口 (EtherCAT、CanOpen、Ethernet\IP)

  • 支持IEC-61131-3(PLCOpen 标準) PAC編程軟件(CODESYS RTE V3 ),同時(shí)支持高(gāo)級語言編程,可(kě)集成第三方可(kě)視化(huà)SCADA人(rén)機界面軟件( WebAccess \ LabView)



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Program Advantage

方案優勢


研華邊緣智能控制器WISE-5580将這(zhè)兩個(gè)世界融合到一個(gè)集成式系統中。針對(duì)工業相機配置,現場(chǎng)總線和(hé)PLC控制的(de)配置都基于同一個(gè)平台中進行。編程時(shí),控制工藝可(kě)以使用(yòng)戶繼續應用(yòng)熟悉的(de) PLC 編程語言(CODESYS )。

視覺采集軟件可(kě)采用(yòng)高(gāo)級語言開發環境結合工業相機廠商提供的(de)SDK軟件驅動包實現視覺采集,視覺圖像處理(lǐ)和(hé)PLC控制系統之間可(kě)以通(tōng)過MODBUS /TCP或者共享内存(Shared Memory)接口直接通(tōng)信,與之前PLC和(hé)計算(suàn)機網絡通(tōng)訊性能相比,基于軟件之間的(de)通(tōng)訊可(kě)有效确保數據通(tōng)訊實時(shí)性和(hé)穩定性


邊緣智能控制器WISE-5580還(hái)可(kě)支持用(yòng)戶基于同一套編程開發工具同時(shí)實現視覺檢測以及PLC 控制,用(yòng)戶可(kě)基于高(gāo)級語言C#或VS. Net直接調用(yòng)工業相機廠商所提供的(de)SDK軟件驅動包對(duì)圖像進行采集和(hé)檢測,同時(shí)基于C#或VS. Net軟件調用(yòng)PLC 動态鏈接庫,這(zhè)讓用(yòng)戶可(kě)以在一個(gè)軟件配置界面中同時(shí)實現圖像檢和(hé)PLC控制工藝


考慮到安全性和(hé)實時(shí)性需求,越來(lái)越多(duō)客戶選擇Linux系統,WISE-5580支持多(duō)種版本Linux系統,用(yòng)戶可(kě)直接基于WISE-5580 Linux系統通(tōng)過OpenCV的(de)方式采集工業相機圖像, 同時(shí)整合WISE-5580 I/O Linux 驅動實現視覺采集和(hé)分(fēn)揀處理(lǐ)。


視覺采集PLC控制同時(shí)被集成于同一個(gè)硬件平台和(hé)軟件開發環境中,這(zhè)正是邊緣智能控制器WISE-5580的(de)創新價值所在。

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Edge Controller

邊緣控制器


WISE-5580邊緣控制器左右兩側均配備标準PCI Express和(hé)EtherCAT通(tōng)信接口,這(zhè)使得(de)控制器左側可(kě)擴展USB 3.0或PoE千兆以太網視覺采集模塊以連接多(duō)個(gè)工業相機,并與右側的(de)EtherCAT I/O模塊配合控制機械手或設備工藝。


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針對(duì)非常精确的(de)觸發時(shí)序用(yòng)戶需求,原始圖像通(tōng)過千兆以太網口或USB 接口直接從相機傳輸到WISE-5580的(de)内存中,并根據相機配置觸發單張圖像。對(duì)于非常精确的(de)觸發時(shí)序,可(kě)以使用(yòng)研華即将發布的(de)基于時(shí)間戳的(de)數字量輸出端子模塊,它可(kě)以用(yòng)于以微秒級精度向相機發送硬件觸發信号。


研華邊緣智能控制器WISE-5580可(kě)擴展EtherCAT 分(fēn)布式I/O ,其實時(shí)内核軟件可(kě)實現确定性I/O,将視覺檢測和(hé)實時(shí)PLC控制整合于同一平台,可(kě)廣泛應用(yòng)于自動化(huà)産線檢測與分(fēn)選系統。


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Multi-industry Application

多(duō)行業應用(yòng)


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  • 3C電子制造(PCB、半導體) 工藝質量檢測與分(fēn)揀、

  • PCB焊接檢測與分(fēn)揀,

  • AOI光(guāng)電檢測與分(fēn)選,

  • 半導體晶元檢測與分(fēn)選、

  • 醫藥藥品檢測與分(fēn)選等領域。


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邊緣控制器WISE-5580集成機器視覺檢測系統與PLC,可(kě)謂強強聯手,從而可(kě)實現産品生産過程的(de)檢測自動化(huà)。實時(shí)跟蹤産品開發過程,幫助産品的(de)質量控制以減少廢品并确保顧客滿意度。