CODESYS在智能装备中的应用案例——机器人的“眼睛”

眼睛是人最重要的感觉器官，它采集来自环境的光线并将其转换为可供大脑作后续处理的信息，它们随着进化发展成一个完美的视觉系统。
“机器有一个缺点，它们没长眼睛”，VELTRU 公司为机械制造商和系统集成商提供并联机器人及应用支持，简化复杂的物流分拣、输送和码垛工作。


传统自动化领域的技术通常是处理一些标准化产品，但是对于不规则产品的自动化加工是一项艰巨的任务，因此这些产品的分拣工作仍然由人工来完成。比如在西班牙阿尔梅里亚（Almeria），辣椒包装就面临着自动化加工的挑战：自动化设备必须能够检测这种不规则的产品。成功的解决方案取决于自动化工程师们能否完全专注于他们的特定任务-满足客户的定制化需求。因此，VELTRU提供了相关技术：多轴运动控制技术和集多功能于一体的控制平台，用于高度集成的灵活式自动化解决方案。VELTRU机器人每分钟可完成100多个循环动作。


由此,VELTRU选择了3S公司的软件——CODESYS，可以帮助其提升核心竞争力。大多数为工厂制造商工作的程序员、调试工程师和服务人员都熟悉PLC，所以仅需很少的培训即可操作和维护工厂的机器人。专业的自动化专家是对应用程序有深入了解并且对客户需求有透彻掌握的人，不要求其精通具体的技术内容。辣椒包装需要多道工艺流程。首先清洗辣椒，然后将它们分类，使用机器视觉确定辣椒的位置和方向，这使机器人能够在输送箱内把所有的辣椒按照一定次序排放。还有一种输送方式是不用输送箱，直接将红、黄、绿三色的辣椒放入输送链条上，然后分批包装，包装后放入纸箱，装箱后运到码垛机。VELTRU C10运动控制器是处理单元的核心。整个路径规划过程（包括传送带跟踪）均在CODESYS RTE V3下执行。EtherCAT提供了强大的现场总线来实时连接机器人和外围设备。但是VELTRU控制器提供的不仅仅是机器人运动，集成的视觉解决方案可用于物流管理和分类中，从而确定产品的位置、方向和质量。基于以上特性，编程人员可以完成许多功能：复杂的报警处理，简单易操作的配方管理器和不同形式的可视化元素，从而简化编程过程。同时节省调试时间，使设备制造商获得快速占领市场的优势。


多年以来机器制造商试图通过集成视觉系统来消除机器人的缺陷，特别是为了实现工业4.0，视觉系统是一个十分重要的元素，但是机器人的控制系统和视觉系统目前为止仍然是两个分离的世界，将视觉系统植入到实际应用中并不是一件容易的事情。为此，CODESYS提供开放灵活性的接口，很容易集成各种视觉系统。比如研华基于CODESYS开发了创新性的工业物联网边缘智能控制器WISE-5580将PLC控制与和视觉采集功能整合于同一平台，针对工业相机配置，现场总线和PLC控制的配置都基于同一个平台中进行。编程时，控制工艺可以使用户继续应用熟悉的 PLC 编程语言（CODESYS ）。


视觉采集软件可采用高级语言开发环境结合工业相机厂商提供的SDK软件驱动包实现视觉采集，视觉图像处理和PLC控制系统之间可以通过MODBUS /TCP或者共享内存(Shared Memory)接口直接通信，与之前PLC和计算机网络通讯性能相比，基于软件之间的通讯可有效确保数据通讯实时性和稳定性。

CODESYS还可支持用户基于同一套编程开发工具同时实现视觉检测以及PLC 控制，用户可基于高级语言C#或VS. Net直接调用工业相机厂商所提供的SDK软件驱动包对图像进行采集和检测，同时基于C#或VS. Net软件调用PLC 动态链接库，这让用户可以在一个软件配置界面中同时实现图像检测和PLC控制工艺。

考虑到安全性和实时性需求，越来越多客户选择Linux系统，用户可直接通过OpenCV的方式采集工业相机图像, 同时整合驱动实现视觉采集和分拣处理。

视觉采集与PLC控制同时被集成于同一个硬件平台和软件开发环境中,这正是边缘智能控制器的创新价值所在。

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CODESYS 软件工具包是一款基于先进的NET架构和IEC61131-3国际编程标准的、面向工业4.0及物联网应用的软件开发平台。CODESYS软件开发平台的独特优势是用户使用此单一软件工具套件就可以实现一个完整的工业自动化解决方案，即在CODESYS软件平台下可以实现：逻辑控制（PLC）、运动控制（Motion Control）及CNC控制、人机界面(HMI)、基于Web Service的网络可视化编程和远程监控、冗余控制（Redundancy）和安全控制（Safety）、以及项目开发与工程协同管理等多个目标和需求。

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