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　　質(zhì)量控制系統(tǒng)的一體化水平邁向新高度

　　鑫航成從事開發(fā)高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)藥加工設(shè)備已有 30 多年的歷史，他們開發(fā)的最新一代軟膠囊檢測(cè)設(shè)備采用了倍?；?PC 的控制技術(shù)和 TwinCAT 3 軟件平臺(tái)，將 PLC、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺和 HMI 功能集成在一個(gè)統(tǒng)一的、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)的控制平臺(tái)中。

　　中國(guó)擁有利用中草藥及其它天然成分手工制作藥品的悠久歷史傳統(tǒng)，而北京鑫航成科技發(fā)展有限公司(簡(jiǎn)稱鑫航成)始終致力于在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)之間架起一座橋梁，不斷努力研發(fā)高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)藥加工設(shè)備，生產(chǎn)出更高質(zhì)量的藥品。鑫航成公司總部位于河北省廊坊市，他們憑借創(chuàng)新的技術(shù)和解決方案，在軟膠囊醫(yī)藥設(shè)備領(lǐng)域擁有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　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制成的一種膠囊劑，它總是通過同一個(gè)固定的步驟，將重要的藥物成分(如維生素溶液)安全地封裝于藥用明膠制成的軟質(zhì)囊殼中。軟膠囊劑的使用和攝入方便，深受藥品、化妝品和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑市場(chǎng)青睞。最終檢驗(yàn)確保最后成品的外觀色澤一致、圓整均勻，并剔除有氣泡或表面有顆粒雜質(zhì)的瑕疵品。

　　鑫航成成功研制了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)全自動(dòng)高速軟膠囊機(jī)和第一臺(tái)高效履帶式全自動(dòng)軟膠囊干燥機(jī)。鑫航成始終堅(jiān)持“精益求精，創(chuàng)新無限”的企業(yè)宗旨，特別關(guān)注新技術(shù)和革新技術(shù)的應(yīng)用。從 2015 年開始，鑫航成引入倍?；?PC 的控制技術(shù)和 TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件作為主要的控制平臺(tái)。2020 年，鑫航成率先在軟膠囊檢測(cè)行業(yè)中采用倍福的 TwinCAT Vision 功能，推出了高度集成化的控制解決方案。

　　最新一代軟膠囊檢測(cè)設(shè)備采用倍福軟件平臺(tái)，將 TwinCAT HMI、TwinCAT PLC 和 TwinCAT Vision 等所有功能無縫集成在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)中，極大地簡(jiǎn)化了控制架構(gòu)，提高了設(shè)備的一體化程度。該控制方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、智能化程度高、速度快、精度高的特點(diǎn)，在 2021 年全國(guó)藥機(jī)展覽會(huì)展出后，引起了廣泛的關(guān)注。

　　TwinCAT 平臺(tái)集成機(jī)器視覺功能

　　TwinCAT Vision 將機(jī)器視覺功能集成在 Runtime 中執(zhí)行。在同一個(gè)開發(fā)平臺(tái)上對(duì)圖像處理和邏輯控制功能進(jìn)行編程，確保任務(wù)周期與圖像處理代碼的固定刷新時(shí)間一致。此外，所選擇的硬件平臺(tái)滿足了由此產(chǎn)生的控制節(jié)拍需求。在這個(gè)項(xiàng)目中，一臺(tái)搭載 Intel? Xeon? 處理器(12 核)并配備獨(dú)立顯卡的 CX2072 嵌入式控制器為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)密集型圖像處理應(yīng)用等所有功能提供了充足的計(jì)算能力。

　　由于機(jī)器視覺程序與 PLC 邏輯控制程序都運(yùn)行在同一個(gè)軟件平臺(tái)中，因此，不需要額外的通信時(shí)間開銷。所有任務(wù)在 TwinCAT Runtime 實(shí)時(shí)環(huán)境中的無縫交互確保設(shè)備的圖像處理和分揀功能之間不會(huì)出現(xiàn)任何通信延遲，大幅提升了系統(tǒng)的吞吐量。

　　軟膠囊檢測(cè)設(shè)備的機(jī)器視覺功能涉及到對(duì)軟膠囊產(chǎn)品的異色、異形、黑點(diǎn)、氣泡等瑕疵的檢測(cè)判斷。TwinCAT 視覺庫(kù)提供了對(duì)于圖像預(yù)處理、顏色區(qū)分、外觀輪廓分析、斑點(diǎn)檢測(cè)等功能，可以很好地滿足軟膠囊檢測(cè)設(shè)備的需求。通過開放式模板還能針對(duì)客戶應(yīng)用開發(fā)單獨(dú)的圖像處理功能。

　　機(jī)器視覺操作與 PLC 人機(jī)交互集成在統(tǒng)一的 HMI 中

　　傳統(tǒng)的機(jī)器視覺有一個(gè)獨(dú)立于 PLC 的控制系統(tǒng)，為了操作方便，機(jī)器視覺通常會(huì)有一個(gè)操作界面，因此，需要兩臺(tái)獨(dú)立的 HMI 來同時(shí)操作機(jī)器視覺系統(tǒng)和 PLC 控制器，這必然帶來了操作上的不便。

　　另一方面，通過 TwinCAT HMI 能夠?qū)⒓傻?PLC 和圖像處理功能的可視化整合到同一個(gè)用戶界面中，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了開發(fā)過程。同時(shí)，由于設(shè)備不再需要配備兩個(gè)獨(dú)立的控制平臺(tái)和兩臺(tái)顯示設(shè)備，進(jìn)一步降低了硬件成本。該項(xiàng)目中使用的是操作非常便利的倍福 CP2919 多點(diǎn)觸控控制面板。

　　總結(jié)

　　TwinCAT Vision 圖像處理解決方案有別于傳統(tǒng)的機(jī)器視覺解決方案，它可以與 PLC 和 HMI 功能完美結(jié)合在一起。一體化的設(shè)計(jì)可以極大地簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)，為客戶提供更為簡(jiǎn)潔靈活的解決方案。運(yùn)行在 TwinCAT Runtime 中的視覺代碼可與 PLC 直接交互數(shù)據(jù)，無通信延遲，從而有效地利用控制器的資源，提高控制系統(tǒng)的節(jié)拍。TwinCAT Vision 以普通電氣工程師熟悉的編程語言處理常見的視覺需求，顯著減少了機(jī)器視覺功能的開發(fā)工作量，編程工作也不再需要由圖像處理工程師完成。

　　硬件成本的節(jié)約和開發(fā)工作的簡(jiǎn)化，使得鑫航成能夠向制藥企業(yè)提供價(jià)格具有競(jìng)爭(zhēng)力的高端高速檢測(cè)解決方案。

　　隨著 PC 技術(shù)的不斷發(fā)展，倍福 PC 控制器性能的提高以及更多新的視覺功能的擴(kuò)展，TwinCAT Vision 必將越來越多地應(yīng)用于各種機(jī)器視覺場(chǎng)景中。

　　更多信息：

　　www.beckhoff.com.cn/twincat-vision

　　圖片譯文

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