應(yīng)用 | 集成機(jī)器視覺與PLC控制系統(tǒng)的邊緣控制器
2019-8-8新聞
當(dāng)檢測自動化遇到視覺圖像檢測需求時，傳統(tǒng)PLC能直接集成機(jī)器視覺嗎？
Customer Demand
客戶需求
隨著個性化產(chǎn)品需求不斷增加，顧客對品質(zhì)要求越來越嚴(yán)苛，產(chǎn)品的自動檢測、可追溯性和質(zhì)量控制在各個生產(chǎn)階段都變得越來越重要。
視覺圖像處理在很多方面都比人眼視覺檢測更有優(yōu)勢，特別是對于質(zhì)量控制來說。基于圖像處理的光學(xué)檢測具有高重復(fù)性和高確定性的特點(diǎn)，可以輕松地實(shí)現(xiàn)精確到微米級的測量，而人眼視覺幾乎無法實(shí)現(xiàn)這一精度。
受PLC硬件計(jì)算性能和存儲容量限制, 傳統(tǒng)PLC無法直接集成機(jī)器視覺同時滿足自動化控制與圖像處理的需求。
在傳統(tǒng)自動化檢測應(yīng)用中，圖像處理與PLC控制一般分別獨(dú)立進(jìn)行，通常檢測自動化系統(tǒng)由PLC和工業(yè)計(jì)算機(jī)視覺采集系統(tǒng)組成，視覺采集和處理任務(wù)通常由單獨(dú)的高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)借助特定的配置工具和編程語言來實(shí)現(xiàn)，工業(yè)計(jì)算機(jī)集成機(jī)器視覺采集卡先進(jìn)行視覺采集，再將視覺圖像檢測到的結(jié)果通過以太網(wǎng)通知PLC完成分揀動作。
這給系統(tǒng)集成商帶來極大挑戰(zhàn)，同時也增加了現(xiàn)場維護(hù)成本，需要同時維護(hù)兩套系統(tǒng)（PLC+IPC），工程師需要同時熟悉PLC應(yīng)用及工業(yè)計(jì)算機(jī)故障排除技巧。工業(yè)計(jì)算機(jī)中的圖像處理和PLC控制系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)通信也需要控制，且網(wǎng)絡(luò)通訊過程很容易出錯并容易受到強(qiáng)電磁工業(yè)現(xiàn)場干擾，無法確保圖像處理和傳輸過程中的精確時序。
工業(yè)計(jì)算機(jī)也容易受外部中斷影響（如操作系統(tǒng)）從而影響處理時間和傳輸時間，圖像檢測結(jié)果可能無法在確定的時間間隔內(nèi)送達(dá)PLC控制器。
是否可以在同一個平臺中將視覺檢測和PLC控制功能整合在同一個系統(tǒng)中以解決不同系統(tǒng)之間的通訊和同步問題 ？
面對機(jī)器視覺市場發(fā)展趨勢和機(jī)遇，研華創(chuàng)新性推出的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣智能控制器WISE-5580將PLC控制與和視覺采集功能整合于同一平臺，面向FA工廠自動化提供生產(chǎn)質(zhì)量檢測與分揀解決方案，與傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)與工業(yè)計(jì)算機(jī)組合方案相比，WISE-5580高性價比一體化檢測與控制方案獨(dú)具競爭優(yōu)勢，更容易獲得客戶信賴。
System Structure
檢測與分選方案系統(tǒng)架構(gòu)
WISE-5580為Intel? Core? i7/i5/Celeron?雙核處理器分核多任務(wù)控制器, Codesys RTE實(shí)時控制內(nèi)核
可擴(kuò)展多串口、高速USB、千兆以太網(wǎng)、機(jī)器視覺接口，支持主流現(xiàn)場總線通訊協(xié)議接口 (EtherCAT、CanOpen、Ethernet\IP)
支持IEC-61131-3(PLCOpen 標(biāo)準(zhǔn)) PAC編程軟件(CODESYS RTE V3 ),同時支持高級語言編程，可集成第三方可視化SCADA人機(jī)界面軟件( WebAccess \ LabView)
Program Advantage
方案優(yōu)勢
研華邊緣智能控制器WISE-5580將這兩個世界融合到一個集成式系統(tǒng)中。針對工業(yè)相機(jī)配置，現(xiàn)場總線和PLC控制的配置都基于同一個平臺中進(jìn)行。編程時，控制工藝可以使用戶繼續(xù)應(yīng)用熟悉的 PLC 編程語言（CODESYS ）。
視覺采集軟件可采用高級語言開發(fā)環(huán)境結(jié)合工業(yè)相機(jī)廠商提供的SDK軟件驅(qū)動包實(shí)現(xiàn)視覺采集，視覺圖像處理和PLC控制系統(tǒng)之間可以通過MODBUS /TCP或者共享內(nèi)存(Shared Memory)接口直接通信，與之前PLC和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊性能相比，基于軟件之間的通訊可有效確保數(shù)據(jù)通訊實(shí)時性和穩(wěn)定性。
邊緣智能控制器WISE-5580還可支持用戶基于同一套編程開發(fā)工具同時實(shí)現(xiàn)視覺檢測以及PLC 控制，用戶可基于高級語言C#或VS. Net直接調(diào)用工業(yè)相機(jī)廠商所提供的SDK軟件驅(qū)動包對圖像進(jìn)行采集和檢測，同時基于C#或VS. Net軟件調(diào)用PLC 動態(tài)鏈接庫，這讓用戶可以在一個軟件配置界面中同時實(shí)現(xiàn)圖像檢測和PLC控制工藝。
考慮到安全性和實(shí)時性需求，越來越多客戶選擇Linux系統(tǒng)，WISE-5580支持多種版本Linux系統(tǒng)，用戶可直接基于WISE-5580 Linux系統(tǒng)通過OpenCV的方式采集工業(yè)相機(jī)圖像, 同時整合WISE-5580 I/O Linux 驅(qū)動實(shí)現(xiàn)視覺采集和分揀處理。
視覺采集與PLC控制同時被集成于同一個硬件平臺和軟件開發(fā)環(huán)境中,這正是邊緣智能控制器WISE-5580的創(chuàng)新價值所在。
Edge Controller
邊緣控制器
WISE-5580邊緣控制器左右兩側(cè)均配備標(biāo)準(zhǔn)PCI Express和EtherCAT通信接口，這使得控制器左側(cè)可擴(kuò)展USB 3.0或PoE千兆以太網(wǎng)視覺采集模塊以連接多個工業(yè)相機(jī)，并與右側(cè)的EtherCAT I/O模塊配合控制機(jī)械手或設(shè)備工藝。
針對非常精確的觸發(fā)時序用戶需求，原始圖像通過千兆以太網(wǎng)口或USB 接口直接從相機(jī)傳輸?shù)絎ISE-5580的內(nèi)存中，并根據(jù)相機(jī)配置觸發(fā)單張圖像。對于非常精確的觸發(fā)時序，可以使用研華即將發(fā)布的基于時間戳的數(shù)字量輸出端子模塊，它可以用于以微秒級精度向相機(jī)發(fā)送硬件觸發(fā)信號。
研華邊緣智能控制器WISE-5580可擴(kuò)展EtherCAT 分布式I/O ,其實(shí)時內(nèi)核軟件可實(shí)現(xiàn)確定性I/O，將視覺檢測和實(shí)時PLC控制整合于同一平臺，可廣泛應(yīng)用于自動化產(chǎn)線檢測與分選系統(tǒng)。
Multi-industry Application
多行業(yè)應(yīng)用
3C電子制造(PCB、半導(dǎo)體) 工藝質(zhì)量檢測與分揀、
PCB焊接檢測與分揀，
AOI光電檢測與分選，
半導(dǎo)體晶元檢測與分選、
醫(yī)藥藥品檢測與分選等領(lǐng)域。
邊緣控制器WISE-5580集成機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)與PLC，可謂強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，從而可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的檢測自動化。實(shí)時跟蹤產(chǎn)品開發(fā)過程，幫助產(chǎn)品的質(zhì)量控制以減少廢品并確保顧客滿意度。
