TwinCAT Vision 助力軟膠囊檢測設備的

　　性能優化與升級

　　中國擁有利用中草藥及其它天然成分手工製作藥品的悠久曆史傳統，而北京鑫航成科技發展有限公司（簡稱鑫航成）始終致力於在傳統醫學和現代醫學之間架起一座橋梁，不斷努力研發高品質
、gaobiaozhundeyiyaojiagongshebei，shengchanchugenggaozhiliangdeyaopin。xinhangchenggongsizongbuweiyuhebeishenglangfangshi，tamenpingjiechuangxindejishuhejiejuefangan，zairuanjiaonangyiyaoshebeilingyuyongyouhenqiangdejingzhengli。

　　軟膠囊指通過不同的工序填充、封包一定量的液體原料藥物而製成的一種膠囊劑，它總是通過同一個固定的步驟，將重要的藥物成分（如維生素溶液）安全地封裝於藥用明膠製成的軟質囊殼中。軟膠囊劑的使用和攝入方便，深受藥品、化妝品和營養補充劑市場青睞。最終檢驗確保最後成品的外觀色澤一致、圓整均勻
，並剔除有氣泡或表麵有顆粒雜質的瑕疵品。

　　通過 TwinCAT Vision 和 TwinCAT HMI 實現的高度集成化的軟膠囊檢測機

　　鑫航成成功研製了國內第一台全自動高速軟膠囊機和第一台高效履帶式全自動軟膠囊幹燥機。鑫航成始終堅持“精益求精
，創新無限”的企業宗旨

，特別關注新技術和革新技術的應用。從 2015 年開始
，鑫航成引入倍福基於 PC 的控製技術和 TwinCAT 3 自動化軟件作為主要的控製平台。2020 年
，鑫航成率先在軟膠囊檢測行業中采用倍福的 TwinCAT Vision 功能，推出了高度集成化的控製解決方案。

　　最新一代軟膠囊檢測設備采用倍福軟件平台，將 TwinCAT HMI
、TwinCAT PLC 和 TwinCAT Vision 等所有功能無縫集成在一個統一的平台中
，極大地簡化了控製架構，提高了設備的一體化程度。該控製方案具有結構簡潔、智能化程度高、速度快、精度高的特點，在 2021 年全國藥機展覽會展出後，引起了廣泛的關注。

　　#　　TwinCAT 平台集成機器視覺功能

　　TwinCAT Vision 將機器視覺功能集成在 Runtime 中(zhong)執(zhi)行(xing)。在(zai)同(tong)一(yi)個(ge)開(kai)發(fa)平(ping)台(tai)上(shang)對(dui)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)和(he)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)進(jin)行(xing)編(bian)程(cheng)，確(que)保(bao)任(ren)務(wu)周(zhou)期(qi)與(yu)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)代(dai)碼(ma)的(de)固(gu)定(ding)刷(shua)新(xin)時(shi)間(jian)一(yi)致(zhi)。此(ci)外(wai)，所(suo)選(xuan)擇(ze)的(de)硬(ying)件(jian)平(ping)台(tai)滿(man)足(zu)了(le)由(you)此(ci)產(chan)生(sheng)的(de)控(kong)製(zhi)節(jie)拍(pai)需(xu)求(qiu)。在(zai)這(zhe)個(ge)項(xiang)目(mu)中(zhong)，一(yi)台(tai)搭(da)載(zai) Intel® Xeon® 處理器（12 核）並配備獨立顯卡的 CX2072 嵌入式控製器為實現數據密集型圖像處理應用等所有功能提供了充足的計算能力。

　　由於機器視覺程序與 PLC 邏輯控製程序都運行在同一個軟件平台中，因此
，不需要額外的通信時間開銷。所有任務在 TwinCAT Runtime 實時環境中的無縫交互確保設備的圖像處理和分揀功能之間不會出現任何通信延遲，大幅提升了係統的吞吐量。

　　軟膠囊檢測設備的機器視覺功能涉及到對軟膠囊產品的異色、異形
、黑點、氣泡等瑕疵的檢測判斷。TwinCAT 視覺庫提供了對於圖像預處理
、顏色區分、外觀輪廓分析、斑點檢測等功能
，可以很好地滿足軟膠囊檢測設備的需求。通過開放式模板還能針對客戶應用開發單獨的圖像處理功能。

　　一台性能強大的 CX2072 嵌入式控製器用作鑫航成開發的高速軟膠囊檢測機的一體化控製平台。

　　#　　機器視覺操作

　        　與 PLC 人機交互集成在統一的 HMI 中

　　傳統的機器視覺有一個獨立於 PLC 的控製係統，為了操作方便，機器視覺通常會有一個操作界麵
，因此，需要兩台獨立的 HMI 來同時操作機器視覺係統和 PLC 控製器，這必然帶來了操作上的不便。

　　另一方麵，通過 TwinCAT HMI 能夠將集成的 PLC 和he圖tu像xiang處chu理li功gong能neng的de可ke視shi化hua整zheng合he到dao同tong一yi個ge用yong戶hu界jie麵mian中zhong，進jin一yi步bu簡jian化hua了le開kai發fa過guo程cheng。同tong時shi，由you於yu設she備bei不bu再zai需xu要yao配pei備bei兩liang個ge獨du立li的de控kong製zhi平ping台tai和he兩liang台tai顯xian示shi設she備bei，進jin一yi步bu降jiang低di了le硬ying件jian成cheng本ben。該gai項xiang目mu中zhong使shi用yong的de是shi操cao作zuo非fei常chang便bian利li的de倍bei福fu CP2919 多點觸控控製麵板。

　　#　　總結

　　TwinCAT Vision 圖像處理解決方案有別於傳統的機器視覺解決方案，它可以與 PLC 和 HMI 功能完美結合在一起。一體化的設計可以極大地簡化係統架構，為客戶提供更為簡潔靈活的解決方案。運行在 TwinCAT Runtime 中的視覺代碼可與 PLC 直接交互數據
，無通信延遲，從而有效地利用控製器的資源，提高控製係統的節拍。TwinCAT Vision 以yi普pu通tong電dian氣qi工gong程cheng師shi熟shu悉xi的de編bian程cheng語yu言yan處chu理li常chang見jian的de視shi覺jiao需xu求qiu
，顯xian著zhu減jian少shao了le機ji器qi視shi覺jiao功gong能neng的de開kai發fa工gong作zuo量liang，編bian程cheng工gong作zuo也ye不bu再zai需xu要yao由you圖tu像xiang處chu理li工gong程cheng師shi完wan成cheng。

　　硬件成本的節約和開發工作的簡化，使得鑫航成能夠向製藥企業提供價格具有競爭力的高端高速檢測解決方案。

　　隨著 PC 技術的不斷發展，倍福 PC 控製器性能的提高以及更多新的視覺功能的擴展，TwinCAT Vision 必將越來越多地應用於各種機器視覺場景中。

　　關於德國倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家專注於自動化新技術的德資企業
，創立於 1980 年nian，總zong部bu位wei於yu德de國guo威wei爾er市shi。作zuo為wei全quan球qiu自zi動dong化hua技ji術shu的de驅qu動dong者zhe，倍bei福fu定ding義yi了le自zi動dong化hua領ling域yu的de許xu多duo標biao準zhun，是shi國guo際ji標biao準zhun的de製zhi定ding者zhe和he推tui動dong者zhe。公gong司si所suo生sheng產chan的de工gong業ye PC、現場總線模塊

、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力

，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作夥伴，業務遍及 70 多個國家和地區。

　　倍福於 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶於上海市北高新產業園區，現有員工 300 人

，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造
、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工
、輪胎加工
、木材加工、玻璃機械
、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。

　　公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標準
，並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。作為一家技術驅動型公司
，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基於 PC 的控製技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起

，為實現工業 4.0 和智能製造奠定了堅實的技術基礎。

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