可編程控制器系統(tǒng)應(yīng)用編程（中級）課件 006-分揀模塊

視覺分揀模塊編程調(diào)試應(yīng)用無錫信捷電氣股份有限公司目錄CONTENTSCONTENTS模塊概述01視覺系統(tǒng)02編碼器及高速計數(shù)器03變頻器04一、模塊概述無錫信捷電氣股份有限公司掌握視覺分揀模塊的工作原理根據(jù)工作流程圖編寫相應(yīng)程序?qū)W習目標一、模塊概述無錫信捷電氣股份有限公司結(jié)構(gòu)和工作原理

分揀模塊裝置側(cè)主要結(jié)構(gòu)組成為：皮帶傳送機構(gòu)、視覺系統(tǒng)、推料氣缸、電磁閥組，接線端口，底板等。

分揀模塊的功能是完成把待加工工件傳送到視覺檢測區(qū)域內(nèi)；完成物料的視覺檢測，然后把檢測完成后的工件進行分揀的過程。一、模塊概述無錫信捷電氣股份有限公司IO信號輸入信號輸出信號序號PLC輸入點信號名稱信號源序號PLC輸出點信號名稱信號源1I0.0編碼器B相裝置側(cè)1Q2.4變頻器正轉(zhuǎn)PLC側(cè)22Q2.5變頻器反轉(zhuǎn)3I2.5入料檢測3Q2.6多段速14I2.6氣缸伸出到位4Q2.7多段速25I2.7倒料檢測5Q3.0多段速366Q3.1視覺拍照觸發(fā)77Q3.2推料電磁閥8I4.5啟動按鈕按鈕/指示燈模塊8Q4.1黃色指示燈按鈕/指示燈模塊9I4.6停止按鈕9Q4.2綠色指示燈10I4.7復(fù)位按鈕10Q4.3紅色指示燈11I5.0轉(zhuǎn)換開關(guān)11Q4.4蜂鳴器12I5.1急停按鈕12一、模塊概述無錫信捷電氣股份有限公司氣動回路原理圖無錫信捷電氣股份有限公司工作流程圖一、模塊概述無錫信捷電氣股份有限公司工作流程動畫一、模塊概述無錫信捷電氣股份有限公司目錄CONTENTSCONTENTS模塊概述01視覺系統(tǒng)02編碼器及高速計數(shù)器03變頻器04二、視覺系統(tǒng)無錫信捷電氣股份有限公司掌握視覺調(diào)試方法掌握視覺顏色、形狀編程學(xué)習目標掌握視覺與PLC通信無錫信捷電氣股份有限公司

工業(yè)機器視覺系統(tǒng)包括：光源、鏡頭（定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠心鏡頭、顯微鏡頭）、相機（包括CCD相機和COMS相機）、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊/輸入輸出單元等。工業(yè)視覺系統(tǒng)硬件架構(gòu)二、視覺系統(tǒng)無錫信捷電氣股份有限公司SPV200系列IoT工業(yè)控制器二、視覺系統(tǒng)無錫信捷電氣股份有限公司二、視覺系統(tǒng)SV-Cam相機分辨率涵蓋0.3MP~20MP，擁有強大的ISP算法，支持FPN、SPC矯正并兼容Gige

Vision協(xié)議、USB3.0

Vision協(xié)議和GenlCam標準，廣泛應(yīng)用于各工業(yè)視覺應(yīng)用場合。分揀模塊選用的是彩色、130萬分辨率的工業(yè)相機。分揀模塊選用SL-DF12-C鏡頭，該鏡頭焦距：12mm、分辨率：500萬。拍照時可通過微調(diào)鏡頭上的焦距、光圈旋鈕實現(xiàn)圖片清晰。無錫信捷電氣股份有限公司二、視覺系統(tǒng)

使用控制器最主要的目的是給光源供電，控制光源的亮度及照明狀態(tài)（亮滅），還可以通過給控制器觸發(fā)信號來實現(xiàn)光源的頻閃，進而大大延長光源的壽命。分揀模塊選用2通道光源控制器SIC-Y242-A

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息，高密度LED陣列，高亮度多種緊湊設(shè)計，節(jié)省安裝空間解決對角照射陰影問題，可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴散。認識XSightStudioEDU編程界面認識XSightStudioEDU編程界面大多數(shù)指令都有內(nèi)部參數(shù)，為了獲得理想的結(jié)果，可以在屬性欄設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。在此之前需要在指令欄選擇一個過濾器。編程軟件屬性欄大多數(shù)指令都有內(nèi)部參數(shù)，為了獲得理想的結(jié)果，可以在屬性欄設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。在此之前需要在指令欄選擇一個過濾器。圖形編輯窗口常用工具包括：新建、打開、保存、單次、連續(xù)、運行、停止、布局常用控件包括：標簽、普通按鈕、圖片、編輯框、圖形顯示、表格工程欄包括：全局變量常規(guī)工具及控件在X-SIGHTVISIONSTUDIOEDU上位機軟件上使用指令工具可以重復(fù)以下4個步驟：①、從指令欄中選擇相應(yīng)的指令到任務(wù)欄。②、在屬性欄窗口設(shè)置指令參數(shù)。③、在控制欄拖拽相應(yīng)的控件到主窗體。④、在屬性欄設(shè)置控件參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)或圖像。當程序準備就緒時，單擊“單次”、“連續(xù)”或“運行”按鈕，右下角日志欄窗口將提供程序執(zhí)行的一些重要信息。當出現(xiàn)問題時，請?zhí)貏e檢查。XSightStudioEDU編程基本操作流程根據(jù)條件判斷以下指令是否執(zhí)行。（1）拖拽或雙擊“If”到任務(wù)欄。（2）雙擊任務(wù)欄中的”If”指令，跳出表達式編輯窗口。（3）單擊“添加”按鈕，在“選擇鏈接的屬性節(jié)點”中選擇所需要的屬性節(jié)點，然后點擊“選擇”按鈕。（4）鼠標點擊要添加的屬性節(jié)點變量，點擊“選中”按鈕。（5）在文本框中輸入條件表達式，點擊“確定”按鈕?；局噶?--IF循環(huán)執(zhí)行指令特定的次數(shù)。操作步驟（1）拖拽或雙擊“For”指令到任務(wù)欄。（2）在屬性欄中修改相應(yīng)的參數(shù)?；局噶?--FOR基本指令---Return，Break，ContinueReturn執(zhí)行return操作，直接返回函數(shù)，所有該函數(shù)體內(nèi)的代碼（包括循環(huán)體）都不會再執(zhí)行（程序返回，不再執(zhí)行下面的代碼，多用于調(diào)試代碼）。Break執(zhí)行break操作，跳出所在的當前整個循環(huán)，到外層代碼繼續(xù)執(zhí)行(結(jié)束當前的循環(huán)體)。Continue執(zhí)行continue操作，跳出本次循環(huán)，從下一個迭代繼續(xù)運行循環(huán)，內(nèi)層循環(huán)執(zhí)行完畢，外層代碼繼續(xù)運行（跳出本次循環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行下次循環(huán)）。從本地電腦中載入圖片該操作在標準圖像文件格式中加載圖像，目前支持以下格式：①BMP(*.bmp)，②JPEG(*.jpg,*jpeg)，③PNG(*.png)。相機采集---模擬相機操作步驟（1）從指令欄選擇模擬相機指令到任務(wù)欄，并單機屬性欄->相機標識后面的“”，在跳出的窗口中設(shè)置圖像的文件路徑。（2）要將導(dǎo)入的圖片顯示在主窗體，可以從控件欄拖拽一個圖形顯示控件到主窗體，并將屬性欄->背景圖與模擬相機的輸出圖像（0001.outImage)相連。相機采集---模擬相機相機采集---模擬相機（3）右擊控件可以刪除控件，鼠標雙擊后右擊可以選擇、拖動、自適應(yīng)圖片。MV工業(yè)相機載入MV工業(yè)相機。相機采集---工業(yè)相機相機設(shè)置相機設(shè)置啟動相機啟動相機相機設(shè)置---啟動相機設(shè)置觸發(fā)方式設(shè)置觸發(fā)方式參數(shù)設(shè)置---觸發(fā)模式設(shè)置曝光設(shè)置曝光相機設(shè)置---曝光設(shè)置白平衡設(shè)置白平衡相機設(shè)置---白平衡屬性類型描述輸入相機輸入相機是否自動白平衡Bool是否自動白平衡手動校正一次Bool手動白平衡一次是否成功Bool設(shè)置白平衡是否成功設(shè)置白平衡。（目前該指令僅支持MV相機）描述解決彩色相機偏色現(xiàn)象，通過加強對應(yīng)的補色來進行補償，將白色物體還原為白色。設(shè)置相機圖像設(shè)置相機圖像相機設(shè)置---相機圖像(1)從指令欄選擇MV工業(yè)相機指令到任務(wù)欄，點擊屬性欄->相機標識后面的“”按鈕，在跳出的相機列表選擇窗口中選擇相機。（2）從指令欄選擇啟動相機指令到任務(wù)欄，將屬性欄->輸入相機與工業(yè)相機0001.outCamera相連。（3）從指令欄選擇設(shè)置觸發(fā)模式指令到任務(wù)欄，將屬性欄->輸入相機與工業(yè)相機0001.outCamera相連，并且設(shè)置工作模式。相機采圖操作步驟（4）從指令欄選擇設(shè)置曝光指令到任務(wù)欄，將屬性欄->輸入相機與工業(yè)相機0001.outCamera相連，根據(jù)需求設(shè)置曝光時間。（如果無需設(shè)置曝光，則忽略此步驟）。（5）從指令欄選擇設(shè)置增益指令到任務(wù)欄，將屬性欄->輸入相機與工業(yè)相機0001.outCamera相連，根據(jù)需求設(shè)置增益。（如果無需設(shè)置增益，則忽略此步驟）。（6）從指令欄選擇相機圖像指令到任務(wù)欄，將屬性欄->輸入相機與工業(yè)相機0001.outCamera相連。相機采圖操作步驟（7）從控件欄選擇圖形顯示控件到主窗體，將屬性欄->背景圖與相機圖像0006.outImage相連。點擊“單次”或“連續(xù)”按鈕。相機采圖操作步驟創(chuàng)建數(shù)據(jù)---基礎(chǔ)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型字符串布爾短整型整形浮點型區(qū)域路徑點矩形框圓形目標像素邊緣條紋坐標系圖像預(yù)處理---閾值化圖像預(yù)處理---彩色閾值化圖像預(yù)處理---分離通道圖像預(yù)處理---分離通道思考：左邊三幅黑白圖像中，哪里最亮？圖像預(yù)處理---顏色空間轉(zhuǎn)換RGB轉(zhuǎn)HSV區(qū)域特征---區(qū)域面積區(qū)域特征---區(qū)域外接框區(qū)域特征---區(qū)域矩形區(qū)域特征---區(qū)域外接框區(qū)域特征---區(qū)域矩形度區(qū)域矩形度＝區(qū)域面積?區(qū)域外接矩形面積區(qū)域特征---區(qū)域似圓度區(qū)域矩形度＝區(qū)域面積?區(qū)域外接圓面積區(qū)域特征---區(qū)域重心區(qū)域特征---分割區(qū)域區(qū)域特征---分割區(qū)域區(qū)域運算---區(qū)域交集區(qū)域運算---區(qū)域差集區(qū)域運算---區(qū)域并集區(qū)域運算---區(qū)域排序區(qū)域運算---區(qū)域排序按照區(qū)域面積進行排序。區(qū)域邏輯---區(qū)域分類形態(tài)處理形態(tài)處理思考：去掉伸出來的毛線用什么形態(tài)學(xué)運算？思考：填滿剪口用什么形態(tài)學(xué)運算？數(shù)組操作數(shù)組操作通信設(shè)置---MODBUSRTU無錫信捷電氣股份有限公司目錄CONTENTSCONTENTS模塊概述01視覺系統(tǒng)02編碼器及高速計數(shù)器03變頻器04無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器掌握編碼器的工作原理學(xué)習目標掌握高速計數(shù)器組態(tài)與編程無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器

旋轉(zhuǎn)編碼器是通過光電轉(zhuǎn)換，將輸出至軸上的機械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字信號的傳感器，主要用于速度或位置（角度）的檢測。一般來說，根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生脈沖的方式的不同，可以分為增量式、絕對式以及復(fù)合式三大類。分揀系統(tǒng)上采用的是增量式旋轉(zhuǎn)編碼器。旋轉(zhuǎn)編碼器原理示意圖無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器

增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90°，用于辨向。當A相脈沖超前B相時為正轉(zhuǎn)方向，而當B相脈沖超前A相時則為反轉(zhuǎn)方向。Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖，用于基準點定位。分揀模塊使用了這種具有A、B兩相90o相位差的通用型旋轉(zhuǎn)編碼器，用于計算工件在傳送帶上的位置。編碼器直接連接到傳送帶主動軸上。該旋轉(zhuǎn)編碼器的三相脈沖采用NPN型集電極開路輸出，分辨率500P/R(脈沖/旋轉(zhuǎn))，工作電源DC12～24V。增量式編碼器輸出的三組方波脈沖無錫信捷電氣股份有限公司二、視覺系統(tǒng)

S7-1200V4.0CPU提供了最多6個高速計數(shù)器，CPU1211C可以使用HSC1～HSC3，CPU1212C可以使用HSC1～HSC4，使用信號板DI2/DO2后，它們還可以使用HSC5。CPU1214C可以使用HSC1～HSC6。HSC有4種工作模式：內(nèi)部方向控制的單相計數(shù)器，外部方向控制的單相計數(shù)器，兩路計數(shù)脈沖輸入的雙向計數(shù)器和A/B相計數(shù)器。高數(shù)計數(shù)器的輸入點無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器

高速計數(shù)器輸入點濾波時間與可檢測到的最大頻率關(guān)系如表6-5所示。按分揀單元三相異步電動機同步轉(zhuǎn)速1500r/min,即25r/s，考慮減速比1:20，所以分揀站主動軸轉(zhuǎn)速理論最大值1.25r/s，編碼器500線（500pls/r）,所以PLC脈沖輸入的最大頻率為1.25*500=625pls/s，即625Hz，實際運行達不到此速度，故可選0.8millisec。無錫信捷電氣股份有限公司HSC1～HSC6的當前值的數(shù)據(jù)類型為DInt,默認的地址為ID1000～ID1020三、編碼器及高速計數(shù)器無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器

在設(shè)備組態(tài)界面，選擇CPU的“屬性”選項卡，并選擇“DI14/DO10”設(shè)置“數(shù)字量輸入”通道0的輸入濾波器時間0.8millisec

在設(shè)備組態(tài)界面，選擇CPU的“屬性”選項卡，并選擇HSC1高速計數(shù)器，在“常規(guī)”欄中選擇“啟用該高速計數(shù)器”復(fù)選項無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器

在“功能”欄中,設(shè)置“計數(shù)類型”為“計數(shù)”、“工作模式”為“單相”、“計數(shù)方向取決于”為“用戶程序（內(nèi)部方向控制）”、“初始計數(shù)方向”為“加計數(shù)”

在“硬件輸入”欄中，設(shè)置“時鐘發(fā)生器輸入”地址I0.0無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器

“硬件輸出”保持默認設(shè)置，在“I/O地址”欄中，可以設(shè)定輸入起始地址，系統(tǒng)提供默認值ID1000無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器高數(shù)計數(shù)器指令

高速計數(shù)器指令，需要使用指定背景數(shù)據(jù)塊用于存儲參數(shù)。必須先在項目的PLC設(shè)備配置中組態(tài)高速計數(shù)器，然后才能在程序中使用高數(shù)計數(shù)器指令。無錫信捷電氣股份有限公司三、編碼器及高速計數(shù)器高數(shù)計數(shù)器指令編程示例無錫信捷電氣股份有限公司目錄CONTENTSCONTENTS模塊概述01視覺系統(tǒng)02編碼器及高速計數(shù)器03變頻器04無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器掌握變頻器參數(shù)設(shè)置方法學(xué)習目標掌握變頻器模擬量控制掌握變頻器通訊控制無錫信捷電氣股份有限公司VH5-20P7：VH5代表系列名稱，代表著VVVF控制2代表電壓等級：220V級0P7代表最大適用電機容量：0.75KWVH3-40P7：VH3代表系列名稱，VF控制/SVC控制；4代表電壓等級：380V級；0P7代表最大適用電機容量：0.75KW；VH5系列VH3系列四、變頻器無錫信捷電氣股份有限公司VH5-20P7變頻器面板介紹四、變頻器無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5-20P7變頻器面板介紹無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5-20P7控制電路無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH3-40P7變頻器面板介紹無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH3-40P7控制電路無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器參數(shù)調(diào)整設(shè)定無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器參數(shù)無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器點動操作功能參數(shù)參數(shù)定義參數(shù)范圍出廠設(shè)定值需要設(shè)定值P0.02運行命令通道選擇0、1、200PC-00點動運行頻率0Hz~最大輸出P0-132.00Hz5.00PC-01點動加速時間0.1～6500.0s20.0s5.0PC-02點動減速時間0.1～6500.0s20..0s5.0P8-00JOG/REV切換控制0、1、2、302無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器模擬量控制

通過模擬量端子控制變頻器頻率，正反轉(zhuǎn)信號通過變頻器的X1端子和X2端子進行控制，參數(shù)設(shè)置如下表。無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器模擬量控制——程序示例PLC中將模擬量輸出模塊通道2，模擬量輸出類型設(shè)置成“電流”,電流范圍設(shè)置成“4-20mA”，通道的替代值設(shè)置成4mA。無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器通訊控制——變頻器參數(shù)通過MODBUS

RTU控制變頻器需要設(shè)置變頻器的三個關(guān)鍵參數(shù)：P0-02、P0-03和P9-00到P9-03。參數(shù)P0-03是設(shè)置變頻器的運行頻率給定通道選擇，參數(shù)P0-02是設(shè)置變頻器運行命令通道選擇，參數(shù)P9-00到P9-03是設(shè)置變頻器通訊的相關(guān)參數(shù)包括通訊的波特率、奇偶校驗方式、停止位的位數(shù)和數(shù)據(jù)位的位數(shù)。無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器通訊控制——PLC指令S7-1200ModbusRTU通訊指令主要包含三個指令，分別是：Modbus_Comm_Load、Modbus_Master和Modbus_Slave無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器通訊控制——PLC指令Modbus_Comm_Load

Modbus_Comm_Load指令可組態(tài)用于ModbusRTU協(xié)議通信的SIPLUSI/O或PtP端口。ModbusRTU端口硬件選項：最多安裝三個CM（RS485或RS232），及一個CB(R4845)。將Modbus_Comm_Load指令放入程序時自動分配背景數(shù)據(jù)塊。無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器通訊控制——PLC指令Modbus_Comm_Load無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器通訊控制——PLC指令Modbus_Comm_Load注意：Modbus_Comm_Load指令背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)變量“MODE”用于描述PTP模塊的工作模式，有效的工作模式包括：0=全雙工(RS232)1=全雙工(RS422)四線制模式（點對點）2=全全雙工(RS422)四線制模式（多點主站，CMPtP(ET

200SP)）3=全全雙工(RS422)四線制模式（多點從站，CMPtP(ET

200SP)）4=半雙工(RS485)二線制模式該靜態(tài)變量““MODE”默認數(shù)據(jù)為0（RS232全雙工模式），需要根據(jù)CMPTP模塊實際組態(tài)修改該數(shù)值。無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器通訊控制——PLC指令Modbus_MasterModbus_Master指令作為Modbus主站利用之前執(zhí)行Modbus_Comm_Load指令組態(tài)的端口進行通信。將Modbus_Master指令放入程序時自動分配背景數(shù)據(jù)塊。指定Modbus_Comm_Load指令的MB_DB參數(shù)時將使用該Modbus_Master背景數(shù)據(jù)塊。指令使用注意事項：●必須先執(zhí)行MB_COMM_LOAD組態(tài)端口，然后Modbus_Master指令才能與該端口通信?！袢绻獙⒛硞€端口用于初始化Modbus主站請求，則MB_SLAVE不應(yīng)使用該端口。Modbus_Master執(zhí)行的一個或多個實例可使用該端口，但是對于該端口，所有Modbus_Master執(zhí)行都必須使用同一個Modbus_Master背景數(shù)據(jù)塊?！馦odbus指令不使用通信中斷事件來控制通信過程。用戶程序必須輪詢Modbus_Master指令以了解傳送和接收的完成情況。無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器通訊控制——PLC指令Modbus_Master無錫信捷電氣股份有限公司四、變頻器VH5變頻器通訊控制——PLC指令Modbus_MasterDATA_ADDR和MODE參數(shù)用于選擇Modbus功能類型，DATA_ADDR（從站中的Modbus起始地址）：指定要在Modbus從站中訪問的數(shù)據(jù)的起始地址。Modbus_Master指令使用MODE輸入而非