TwinCAT Vision 基礎介紹

1. TwinCAT Vision 機器視覺簡介
TwinCAT Vision是用于工業圖像處理的TwinCAT 3功能。TwinCAT Vision機器視覺可以實現諸如直接在PLC實時內核中處理檢測物體的識別或測量等。倍福通過將圖像處理整合到TwinCAT 3平臺中，使TwinCAT Vision能輕松實現多控制任務間的同步，并且整體響應速度更快，也避免了通訊帶來的延遲和不穩定。另外，TwinCAT Vision配合大量已有的TwinCAT功能，例如TwinCAT PLC，TwinCAT NC，TwinCAT 機器人，TwinCAT HMI等都可以極大地方便客戶開發各種視覺項目。

用戶使用Tc3_Vision算法函數庫直接在PLC代碼中以IEC61131-3語言對圖像處理進行編程。也可以使用內置的圖像顯示工具直接檢查圖像處理的中間結果。由于直接訪問圖像數據以及各種基本的和高級的圖像處理功能，使用戶高度個性化的應用成為可能。

TwinCAT Vision具有實時性，因為圖像處理算法直接在TwinCAT 3實時內核中與控制器其他任務同步執行。此外，視覺算法可以在多個內核上自動并行運行，提高整體運行效率，發揮更多的硬件潛能。

2. TwinCAT Vision 軟件結構

TwinCAT Vision 支持鏈接外部GigE協議的工業相機進行實時在線圖像采集，也支持離線圖片分析。
在TwinCAT 3軟件平臺下，用戶可以使用基于IEC 61131-3的PLC語言，包括ST結構化文本、LD梯形圖、SFC順序功能圖等方式進行視覺代碼的開發。后續倍福還會陸續推出基于TwinCAT C++，MATLAB/Simulink等語言的視覺算法來滿足不同客戶的開發需求。
由于用戶編寫的視覺算法都在實時內核中進行演算，并且運算結果都直接存放在內存中，所以完全避免了以往通訊帶來的延遲和處理時間的不穩定性。

3. TwinCAT Vision 和傳統機器視覺方案比較
傳統機器視覺方案硬件結構：

? 需額外添加視覺系統處理器，光源控制器或智能相機進行圖像處理，增加硬件成本
? 采用非實時通訊（例如TCP、UDP、ADS等）傳輸視覺處理結果，造成通訊延遲和不穩定
? 非實時系統抖動帶來不確定的運算處理時間，拖慢設備節拍
? 不同品牌系統需要掌握不同的編輯開發軟件，增加人員開發成本
? 產線變更檢測物體或者內容時，操作人員需停機并重新編輯流程，無法適應柔性生產需求
? 無法將工藝流程控制HMI與視覺HMI進行結合，調機和生產環節存在諸多不便，用戶體驗較差
倍福TwinCAT Vision 方案硬件結構：

? 已有控制器中可集成視覺內核，外部直接連接工業相機，有效降低硬件成本，簡化系統結構
? 視覺處理結果直接放在內存中供PLC任務、運動控制任務等進行調用，省去通訊環節，提高系統穩定性
? 與其他控制任務一樣，視覺算法運行在實時內核中，穩定快速的響應處理時間進一步提升設備生產節拍
? 對不同品牌相機采用統一的調試平臺，使用標準的IEC 61131-3 電氣 PLC語言進行視覺代碼開發，縮短軟件開發周期，降低人力成本
? 可采用PLC編程中常用的配方功能等，協助現場操作人員快速在線切換檢測內容，大幅減少停機時間，提高生產效率
? 支持各種高級語言或TwinCAT HMI，方便將視覺拍攝畫面直接嵌入到已有工藝控制HMI中，提升用戶操作體驗