AB模塊1756-OW16I

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PLC的硬件主要由*處理器（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現場輸入/輸出設備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計算機等外設連接。

但就實際應用而言，在目前機器視覺+運動控制方案的實施過程中，各種“門檻”依然較高，問題主要來自于三個方面：一是，對于大部分技術開發工程師來說，機器視覺技術是一個全新的領域，要學習一種新的編程語言（如C++）存在一定的難度，需要花費大量的時間和精力，加上視覺項目一般都是非標的，*的經驗非常重要，普通電氣工程師要想快速掌握機器視覺應用的編程和調試，絕非易事。

其次，對于設備制造商而言，為了提高工廠的生產效率，制造業產線升級的需求迫切，機器視覺的應用已經成為其中的一個重點，但機器視覺的硬件投資成本一直居高不下，令他們望而卻步；除了硬件投入之外，往往后期還需要高薪聘請視覺工程師對買回來的視覺系統進行開發和維護，這無疑又加重了工廠的人力成本。如何能夠有效地控制投資成本，是他們的主要訴求點，例如是否可以既經濟又方便地在現有設備系統的基礎上添加機器視覺功能等。

另外，對于終端用戶來說，在使用機器視覺技術的過程中會發現，機器視覺和自動化控制（流程控制、工藝控制等）往往分屬于兩套不同的系統之中，兩者之間常常可能會由于通訊等多種因素而導致整個系統的不穩定（如出現停機、停線等狀況）。尤其是在當前多品種、小批量、柔性化的生產模式下，產線的頻繁更換，增加了對機器視覺系統流程的修改和調試時間，從而大大影響了工廠產能，因此，如何讓設備在生產中更加穩定，同時操作也更為便捷，能夠滿足產線快速調整和切換的需要，是機器視覺技術開發的一個課題。

一般來說，機器視覺+運動控制應用大多數硬件架構都是采用一臺控制器，通過外部連接視覺系統及產線上各個部位的工業智能相機及光源，視覺信號通過線纜和串口被傳輸到控制器中。在內部軟件框架中，以常見的計算機視覺為例，視覺程序一般位于Windows系統中的非實時用戶模式中，進行代碼分析和算法處理；而PLC工藝流程控制則多位于實時內核模式之中。由于非實時用戶模式的任務執行機制采用的是優先級別，因此當CPU的負荷過高、內存過大、處理流程過多時，就可能會出現卡頓的現象，使得在非實時用戶模式下的機器視覺在完成同一檢測任務時終所需要花費的時間卻不一樣，導致減慢生產節拍，影響生產效率。

為了解決這一難題，針對機器視覺應用，倍福開發的TwinCAT Vision機器視覺解決方案將視覺技術集成在其TwinCAT統一的通用化控制技術平臺上，其中的圖像處理功能被添加到整合了PLC、運動控制、機器人、測量技術、物聯網及HMI的通用控制平臺TwinCAT軟件之中，通過這個統一的軟件平臺，來完成工廠所有的控制任務。

與傳統的視覺應用方式相比，倍福TwinCATV ision同樣在一臺控制器上，除了集成運動控制、I/O控制、PLC控制之外，外部工業相機被直接接入控制器中的機器視覺模塊中，在內部軟件架構上，TwinCAT Vision將采集的圖像信號通過GigE相機驅動，傳遞到實時內核模式下的PLC機器視覺與工藝流程控制系統中，以“時間片”的方式進行精準運行，與圖像處理相關的所有控制功能都可以在運行時系統中精確實時同步，從而消除了延遲，實時執行圖像處理算法。這種方案的優勢是，一臺控制器完成所有的控制任務，降低硬件成本，簡化系統；實時系統運行視覺任務，保證每一次執行響應的時間足夠穩定，加快生產節拍，提高工廠產能；任務內存間共享數據，多任務配合（如視覺+運動控制、機器臂/人等）更高效方便；在倍福TwinCAT平臺上，只需要用到基于IEC編程語言（ST/LD等），且可延續原先PLC編程技巧和習慣，縮短了開發周期，降低了人力成本，同時還可運用倍福已經集成好的視覺功能塊進行代碼開發，為技術人員帶來了便利。