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PLC與機(jī)器視覺(jué)合力打造自動(dòng)化生產(chǎn)線

工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)等一系列*技術(shù)的綜合應(yīng)用，在整體發(fā)展過(guò)程中，PLC與機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)于全自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)有重要推動(dòng)作用。

　　自動(dòng)化生產(chǎn)線的中不單單只應(yīng)運(yùn)到這兩類技術(shù)，其中作為生產(chǎn)線的執(zhí)行者還包括工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)裝備。但是，在整個(gè)生產(chǎn)線流程上，PLC主要運(yùn)用控制系統(tǒng)，它是自動(dòng)化生產(chǎn)線正常運(yùn)行的先決條件，沒(méi)有這一模塊，整體生產(chǎn)線的有序運(yùn)行也無(wú)從談起。而機(jī)器視覺(jué)則在生產(chǎn)線的中端位置，包括檢測(cè)、產(chǎn)品包裝都有重要應(yīng)用。

　　PLC一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，是工業(yè)控制的核心部分。

　　憑借著可靠的、分立邏輯和簡(jiǎn)單的模擬I/O，可編程邏輯控制器(PLC)幾十年來(lái)在生產(chǎn)和自動(dòng)化行業(yè)占據(jù)著主導(dǎo)地位。盡管PLC的這些性能可以很好地滿足大部分工業(yè)應(yīng)用的要求，但是不斷發(fā)展的工業(yè)機(jī)器仍然在持續(xù)推動(dòng)著傳統(tǒng)PLC性能向更廣方向延伸。

　　針對(duì)一些傳統(tǒng)測(cè)量傳感器無(wú)法檢測(cè)出的產(chǎn)品缺陷，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)逐漸成為識(shí)別這類產(chǎn)品缺陷的重要工具。集成機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)與PLC甚至工業(yè)機(jī)器人，從而可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的*自動(dòng)化。例如，添加機(jī)器視覺(jué)到現(xiàn)有的工業(yè)控制和自動(dòng)化系統(tǒng)中，可以幫助您監(jiān)控工業(yè)設(shè)備中的各種安全隱患，以及必要的維修保養(yǎng)實(shí)時(shí)跟蹤產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，幫助產(chǎn)品的質(zhì)量控制以減少?gòu)U品并確保顧客滿意度。

　　同時(shí)，伴隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)被廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域也越來(lái)越多。在這些自動(dòng)化檢測(cè)領(lǐng)域，小到各種各樣的檢查、測(cè)量和零件識(shí)別，例如汽車零配件尺寸檢查和自動(dòng)裝配的完整性檢查，電子裝配線的元件自動(dòng)定位，飲料瓶蓋的印刷質(zhì)量檢查，產(chǎn)品包裝上的條碼和字符識(shí)別等。這類應(yīng)用的共同特點(diǎn)是連續(xù)大批量生產(chǎn)、對(duì)外觀質(zhì)量的要求非常高。這些高度重復(fù)性又智能型的工作，依靠機(jī)器視覺(jué)來(lái)完成，不僅減少了工廠巨大的人工成本和管理成本，還大大提高了哪怕只有百分之零點(diǎn)一的缺陷。

　　隨著自動(dòng)化行業(yè)的飛速發(fā)展，近些年機(jī)器視覺(jué)逐漸成為崛起的新興行業(yè)。在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺(jué)難以滿足要求的場(chǎng)合，機(jī)器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué);同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。機(jī)器視覺(jué)對(duì)于提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度，起到了積極的作用。

　　無(wú)論是確保自動(dòng)化組件的正確裝配，還是檢測(cè)醫(yī)藥產(chǎn)品包裝的標(biāo)簽缺陷，機(jī)器視覺(jué)都起到了很大的作用。而在眾多自動(dòng)化領(lǐng)域，機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)被證明是非常有價(jià)值的工業(yè)生產(chǎn)線的組成部分。集成視覺(jué)檢測(cè)與PLC，可為強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，必將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的*自動(dòng)化。

S7-300 輸入/輸出擴(kuò)展模塊選型表

S7-300 CPU

說(shuō)明

S7-300 CPU 的六個(gè)性能等級(jí)

現(xiàn)有性能范圍極寬的分級(jí) CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。
產(chǎn)品范圍包括 7 種標(biāo)準(zhǔn)的 CPU、
7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護(hù)型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。
現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm

SIMATICS7-300 是我們?nèi)勺詣?dòng)化設(shè)計(jì)的一部分，是銷量的控制器。

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應(yīng)用范圍

• 在個(gè)實(shí)例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案，特別是用于汽車工業(yè)，一般機(jī)械工程，特別是特殊機(jī)械制造和機(jī)器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM)，以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程

• 作為一種多用的自動(dòng)化系統(tǒng)，S7-300 是那些需要靈活的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應(yīng)用的理想解決方案。

• 對(duì)于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅(jiān)固性的應(yīng)用，我們可以提供SIPLUS 極端設(shè)備。

特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業(yè)：

• 汽車工業(yè)

• 通用機(jī)械工程

• 特殊機(jī)器制造

• 系列機(jī)械工程，OEM

• 塑料加工

• 包裝行業(yè)

• 食品和飲料工業(yè)

• 加工工程

• 快速計(jì)數(shù)/fairs，可以直接訪問(wèn)硬件計(jì)數(shù)器

• 簡(jiǎn)單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器

• 帶有集成功能塊的 PID-Regulation

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優(yōu)點(diǎn)

• 由于具有高處理速度，CPU 可以實(shí)現(xiàn)非常短的機(jī)器循環(huán)時(shí)間。

• S7-300 系列 CPU 可以為各種應(yīng)用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務(wù)實(shí)際需要的性能付款

• S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無(wú)需 I/O 模塊的插槽規(guī)則

• 現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實(shí)現(xiàn)分布式組態(tài)。

• 集成的 PROFINET 接口可以實(shí)現(xiàn)控制器的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)化，與其它運(yùn)行管理等級(jí)方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

• 模塊寬度窄，可以實(shí)現(xiàn)緊湊式的模塊設(shè)計(jì)或者小型控制柜。

• 能夠把強(qiáng)大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護(hù)設(shè)計(jì)集成在一起，從而避免附加投資。

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設(shè)計(jì)和功能

桌面 CPU 創(chuàng)新

設(shè)計(jì)

S7-300 可以實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省和模塊式組態(tài)。除了模塊，只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉(zhuǎn)到位。
這樣就實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)固而且具有 EMC 兼容性的設(shè)計(jì)。
隨用隨建式的背板總線可以通過(guò)簡(jiǎn)單的插入附加的模塊和總線連接器進(jìn)行擴(kuò)展。S7-300 系列豐富的產(chǎn)品既可以用于集中擴(kuò)展，也可用于構(gòu)建帶有 ET 200M 的分布式結(jié)構(gòu)；因此實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)高效的備件控制。

擴(kuò)展選件

如果自動(dòng)化任務(wù)需要超過(guò) 8 個(gè)模塊，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴(kuò)展裝置 (EU) 擴(kuò)展。中心架上多可以有 32 個(gè)模塊，每個(gè)擴(kuò)展裝置上多 8 個(gè)。接口模塊 (IM) 可以同時(shí)處理各個(gè)機(jī)架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長(zhǎng)距離安裝（長(zhǎng) 10m）。

在單層結(jié)構(gòu)中，這可以實(shí)現(xiàn) 256 個(gè) I/O 的組態(tài)，在多層結(jié)構(gòu)中多可以達(dá)到 1024 個(gè) I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中，可以有 65536 個(gè) I/O 連接（多 125 個(gè)站點(diǎn)，如通過(guò) IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無(wú)需插槽規(guī)則。

S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動(dòng)化解決方案中。
與 S7-300 具有相同結(jié)構(gòu)的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過(guò)接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。

S7-300 信號(hào)模塊

描述

信號(hào)模塊是 SIMATIC S7-300 進(jìn)行過(guò)程操作的接口。S7-300 模塊范圍的多面性允許模塊化自定義，以滿足多變的任務(wù)。

S7-300 支持多面性技術(shù)任務(wù)，并提供詳盡的通訊選項(xiàng)。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 設(shè)計(jì)中還有各種針對(duì)技術(shù)和通訊的特殊模塊。

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優(yōu)勢(shì)

• 安裝簡(jiǎn)便

通過(guò)前端連接器連接傳感器/執(zhí)行器。可使用以下連接方式進(jìn)行連接：

• 螺釘型接線端子

• 彈簧型接線端子

• 快速連接（絕緣穿刺）

更換模塊后，只需將連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來(lái)的布線。前端連接器的編碼可避免發(fā)生錯(cuò)誤。

• 快速連接

連接 SIMATIC TOP 更加簡(jiǎn)單、快速（不是緊湊 CPU 的板載 I/O）?？墒褂妙A(yù)先裝配的帶有單個(gè)電纜芯的前端連接器，和帶有前端連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。

• 高組裝密度

模塊中為數(shù)眾多的通道使 S7-300 實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間的設(shè)計(jì)。可使用每個(gè)模塊中有 8 至 64 個(gè)通道（數(shù)字量）或 2 至 8 個(gè)通道（模擬量）的模塊。

• 簡(jiǎn)單參數(shù)化

使用 STEP 7 對(duì)這些模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)化，并且不需要進(jìn)行不便的轉(zhuǎn)換設(shè)置。數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)，如果更換了模塊，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)傳輸?shù)叫碌哪K，避免發(fā)生任何設(shè)置錯(cuò)誤。使用新模塊時(shí)，無(wú)需進(jìn)行軟件升級(jí)?？筛鶕?jù)需要復(fù)制組態(tài)信息，例如用于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器。返回頁(yè)首

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設(shè)計(jì)和功能

許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項(xiàng)任務(wù)的要求，準(zhǔn)確提供輸入/輸出。

數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電氣隔離、診斷和警報(bào)功能等方面都存在著差別。在這里提到的所有模塊范圍中，SIPLUS 組件可用于擴(kuò)展的溫度范圍 -25… 60°C 和有害的空氣/冷凝。

診斷、中斷

許多模塊還會(huì)監(jiān)控信號(hào)采集（診斷）和從過(guò)程（過(guò)程中斷）中傳回的信號(hào)。這樣便可對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤（例如斷線或短路）以及任何過(guò)程事件（例如數(shù)字輸入時(shí)的上升邊或下降邊）立刻做出反應(yīng)。使用 STEP 7，即可輕松對(duì)控制器的響應(yīng)進(jìn)行編程。

模塊

用于測(cè)試和仿真時(shí)，模擬量模塊可插入到 S7-300。該模塊通過(guò) LED 轉(zhuǎn)換和指示輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)編碼器信號(hào)的模擬。

該模塊可插入到任何地方（不必遵守插槽規(guī)則）。該虛擬模塊為未組態(tài)的信號(hào)模塊預(yù)留了一個(gè)插槽。稍后安裝該模塊時(shí)，整個(gè)組態(tài)的機(jī)械配置和地址分配均不會(huì)更改。

S7-300 功能模塊

說(shuō)明

多面板模塊系列 S7-300 可以進(jìn)行模塊定制來(lái)滿足多變的任務(wù)。
功能模塊是智能性的，可以獨(dú)立執(zhí)行技術(shù)任務(wù)，如計(jì)數(shù)、測(cè)量、凸輪控制、PID 控制和傳動(dòng)控制。 因此它們可以減輕 CPU 的負(fù)荷。
它們可以使用在需要高等級(jí)的精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用中。

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范圍

• 木材、玻璃、石料和金屬加工

• 包裝機(jī)械

• 印刷

• 一般機(jī)器制造

• 機(jī)床

• 紡織機(jī)

• 橡膠和塑料行業(yè)

• 工廠

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效益

• 高等級(jí)的精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)

• 帶有豐富功能的和通用模塊

• 不涉及 CPU，因?yàn)楣δ鼙４嬖诿總€(gè)模塊的固件里

• 快速的響應(yīng)時(shí)間（確定性的動(dòng)態(tài)響應(yīng)）

• 使用組態(tài)工具進(jìn)行工程組態(tài)，集成到 STEP 7 中

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設(shè)計(jì)和功能

功能模塊是能夠執(zhí)行技術(shù)任務(wù)并因此降低 CPU 負(fù)荷的智能模塊。
可以提供基于 STEP 7 和 STEP 7-Micro/WIN 的組態(tài)工具，用于設(shè)置參數(shù)。通過(guò)具有用戶友好性的屏幕進(jìn)行參數(shù)化和試運(yùn)行。
S7-300 功能模塊還可以用在 
ET 200M I/O 系統(tǒng)的分布式組態(tài)中——以及基于 PC、帶有 WinAC 的自動(dòng)化中。

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技術(shù)數(shù)據(jù)

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