利用NI机器视觉方案改进PLC系统

　　引言

　　凭借着可靠的、分立逻辑和简单的模拟I/O，可编程逻辑控制器（PLC）几十年来在生产和自动化行业占据着主导地位。尽管PLC的这些性能可以很好地满足大部分工业应用的要求，但是不断发展的工业机器仍然在持续推动着传统PLC性能向更广方向延伸。

　　针对一些传统测量传感器无法检测出的产品缺陷，在过去的几年中，机器视觉已经逐渐成为识别这类产品缺陷的重要工具。添加机器视觉到现有的工业控制和自动化系统中可以帮助您监控工业设备中的各种安全隐患以及必要的维修包养，实时跟踪产品开发过程，帮助产品的质量控制以减少废品并确保顾客满意度。

　　集成机器视觉到现有的系统

　　NI视觉产品可以轻松地集成到可编程逻辑控制器（PLC）、可编程自动化控制器（PAC）和人机交互接口（HMI），并且可以和市场上大量的相机和图像处理标准协同工作，因此，NI视觉产品可以选择满足您的应用需求的传感器类型、分辨率和带宽。

图1 NI为视觉应用提供了多种硬件平台和软件工具

　　为了实现检测应用，NI提供了一系列的硬件平台，从坚固可靠的智能相机，到用于集成相机并且可以独立运行的嵌入式系统，再到基于PC系统的高性能图像采集卡。用户可以通过数字I/O、模拟I/O，以及包括以太网协议Modbus/TCP、EtherNet/IP、TCP/IP、RS232和Modbus串口协议在内的工业通信协议，将这些系统与PLC连接。[page]

　　为了增强硬件平台的功能，NI提供了2种可选的软件工具，您可以在各种NI视觉硬件设备上使用它们。用于自动检测的NI视觉生成器（VBAI）是一款可简单操作，并且可以独立运行的机器视觉软件。NI视觉开发模块（VDM）则是整合了图像处理和机器视觉功能，适用于多种编程语言。您可以用VBAI来配置您的系统，或者使用VDM来对系统进行编程。由于可以在整个NI视觉硬件产品平台上使用统一的软件开发包，您可以在多个应用平台之间轻松移植现有的代码，从而减少系统的开发时间和维护成本。

　　案例分析：集成视觉和机器人技术的化妆品包装生产线

　　您可以集成视觉检测系统与PLC甚至工业机器人，从而实现产品生产过程的完全自动化，下面这个案例就是一个很好的例子。

　　Vetraco公司是化妆品完整组装和包装生产线领域的公认领先者。该公司需要一个可以将粉刷准确放入粉盒的系统。鉴于粉刷和粉盒形状并不是固定的，这个系统必须是灵活的且易于操作的。

　　Vetraco联系了ImagingLab公司。ImagingLab是一家帮助设备制造商和用户采用创新的机器视觉和机器人技术的意大利公司，他们采用 NI视觉工具，提出了解决方案。通过检测粉刷的产品缺陷来执行产品质量控制，同时，粉刷放到粉盒的速率达到每分钟80件。在这个系统中将一个基于PC的、带有IEEE1394接口的图像采集卡的视觉系统集成到了刷子的送料传送机中，同时，系统还集成了DENSO机械臂。将刷子加载到可编程的送料机上，震动刷子以将其分开传送。视觉系统对粉刷进行图像采集，确定其位置以及可将部件拾起的坐标点，传送给机器人。机器人通过视觉系统的引导，捡起并放置粉刷到相应位置，帮助粉刷的分类和装配任务的完成。视觉系统通过测量尺寸和验证完整性，对部件提供质量控制。

图2. ImagingLab和Vetraco开发的化妆品包装生产线

　　结论

　　无论是确保自动化组件的正确装配，还是检测医药产品包装的标签缺陷，机器视觉都起到了很大的作用。在很多自动化领域，机器视觉已经被证明是非常有价值的组成部分。