可编程控制器系统应用编程（中级）课件 006-分拣模块

视觉分拣模块编程调试应用无锡信捷电气股份有限公司目录CONTENTSCONTENTS模块概述01视觉系统02编码器及高速计数器03变频器04一、模块概述无锡信捷电气股份有限公司掌握视觉分拣模块的工作原理根据工作流程图编写相应程序学习目标一、模块概述无锡信捷电气股份有限公司结构和工作原理

分拣模块装置侧主要结构组成为：皮带传送机构、视觉系统、推料气缸、电磁阀组，接线端口，底板等。

分拣模块的功能是完成把待加工工件传送到视觉检测区域内；完成物料的视觉检测，然后把检测完成后的工件进行分拣的过程。一、模块概述无锡信捷电气股份有限公司IO信号输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称信号源序号PLC输出点信号名称信号源1I0.0编码器B相装置侧1Q2.4变频器正转PLC侧22Q2.5变频器反转3I2.5入料检测3Q2.6多段速14I2.6气缸伸出到位4Q2.7多段速25I2.7倒料检测5Q3.0多段速366Q3.1视觉拍照触发77Q3.2推料电磁阀8I4.5启动按钮按钮/指示灯模块8Q4.1黄色指示灯按钮/指示灯模块9I4.6停止按钮9Q4.2绿色指示灯10I4.7复位按钮10Q4.3红色指示灯11I5.0转换开关11Q4.4蜂鸣器12I5.1急停按钮12一、模块概述无锡信捷电气股份有限公司气动回路原理图无锡信捷电气股份有限公司工作流程图一、模块概述无锡信捷电气股份有限公司工作流程动画一、模块概述无锡信捷电气股份有限公司目录CONTENTSCONTENTS模块概述01视觉系统02编码器及高速计数器03变频器04二、视觉系统无锡信捷电气股份有限公司掌握视觉调试方法掌握视觉颜色、形状编程学习目标掌握视觉与PLC通信无锡信捷电气股份有限公司

工业机器视觉系统包括：光源、镜头（定焦镜头、变倍镜头、远心镜头、显微镜头）、相机（包括CCD相机和COMS相机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。工业视觉系统硬件架构二、视觉系统无锡信捷电气股份有限公司SPV200系列IoT工业控制器二、视觉系统无锡信捷电气股份有限公司二、视觉系统SV-Cam相机分辨率涵盖0.3MP~20MP，拥有强大的ISP算法，支持FPN、SPC矫正并兼容Gige

Vision协议、USB3.0

Vision协议和GenlCam标准，广泛应用于各工业视觉应用场合。分拣模块选用的是彩色、130万分辨率的工业相机。分拣模块选用SL-DF12-C镜头，该镜头焦距：12mm、分辨率：500万。拍照时可通过微调镜头上的焦距、光圈旋钮实现图片清晰。无锡信捷电气股份有限公司二、视觉系统

使用控制器最主要的目的是给光源供电，控制光源的亮度及照明状态（亮灭），还可以通过给控制器触发信号来实现光源的频闪，进而大大延长光源的寿命。分拣模块选用2通道光源控制器SIC-Y242-A

环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息，高密度LED阵列，高亮度多种紧凑设计，节省安装空间解决对角照射阴影问题，可选配漫射板导光，光线均匀扩散。认识XSightStudioEDU编程界面认识XSightStudioEDU编程界面大多数指令都有内部参数，为了获得理想的结果，可以在属性栏设置相应的参数。在此之前需要在指令栏选择一个过滤器。编程软件属性栏大多数指令都有内部参数，为了获得理想的结果，可以在属性栏设置相应的参数。在此之前需要在指令栏选择一个过滤器。图形编辑窗口常用工具包括：新建、打开、保存、单次、连续、运行、停止、布局常用控件包括：标签、普通按钮、图片、编辑框、图形显示、表格工程栏包括：全局变量常规工具及控件在X-SIGHTVISIONSTUDIOEDU上位机软件上使用指令工具可以重复以下4个步骤：①、从指令栏中选择相应的指令到任务栏。②、在属性栏窗口设置指令参数。③、在控制栏拖拽相应的控件到主窗体。④、在属性栏设置控件参数，显示数据或图像。当程序准备就绪时，单击“单次”、“连续”或“运行”按钮，右下角日志栏窗口将提供程序执行的一些重要信息。当出现问题时，请特别检查。XSightStudioEDU编程基本操作流程根据条件判断以下指令是否执行。（1）拖拽或双击“If”到任务栏。（2）双击任务栏中的”If”指令，跳出表达式编辑窗口。（3）单击“添加”按钮，在“选择链接的属性节点”中选择所需要的属性节点，然后点击“选择”按钮。（4）鼠标点击要添加的属性节点变量，点击“选中”按钮。（5）在文本框中输入条件表达式，点击“确定”按钮。基本指令---IF循环执行指令特定的次数。操作步骤（1）拖拽或双击“For”指令到任务栏。（2）在属性栏中修改相应的参数。基本指令---FOR基本指令---Return，Break，ContinueReturn执行return操作，直接返回函数，所有该函数体内的代码（包括循环体）都不会再执行（程序返回，不再执行下面的代码，多用于调试代码）。Break执行break操作，跳出所在的当前整个循环，到外层代码继续执行(结束当前的循环体)。Continue执行continue操作，跳出本次循环，从下一个迭代继续运行循环，内层循环执行完毕，外层代码继续运行（跳出本次循环，继续执行下次循环）。从本地电脑中载入图片该操作在标准图像文件格式中加载图像，目前支持以下格式：①BMP(*.bmp)，②JPEG(*.jpg,*jpeg)，③PNG(*.png)。相机采集---模拟相机操作步骤（1）从指令栏选择模拟相机指令到任务栏，并单机属性栏->相机标识后面的“”，在跳出的窗口中设置图像的文件路径。（2）要将导入的图片显示在主窗体，可以从控件栏拖拽一个图形显示控件到主窗体，并将属性栏->背景图与模拟相机的输出图像（0001.outImage)相连。相机采集---模拟相机相机采集---模拟相机（3）右击控件可以删除控件，鼠标双击后右击可以选择、拖动、自适应图片。MV工业相机载入MV工业相机。相机采集---工业相机相机设置相机设置启动相机启动相机相机设置---启动相机设置触发方式设置触发方式参数设置---触发模式设置曝光设置曝光相机设置---曝光设置白平衡设置白平衡相机设置---白平衡属性类型描述输入相机输入相机是否自动白平衡Bool是否自动白平衡手动校正一次Bool手动白平衡一次是否成功Bool设置白平衡是否成功设置白平衡。（目前该指令仅支持MV相机）描述解决彩色相机偏色现象，通过加强对应的补色来进行补偿，将白色物体还原为白色。设置相机图像设置相机图像相机设置---相机图像(1)从指令栏选择MV工业相机指令到任务栏，点击属性栏->相机标识后面的“”按钮，在跳出的相机列表选择窗口中选择相机。（2）从指令栏选择启动相机指令到任务栏，将属性栏->输入相机与工业相机0001.outCamera相连。（3）从指令栏选择设置触发模式指令到任务栏，将属性栏->输入相机与工业相机0001.outCamera相连，并且设置工作模式。相机采图操作步骤（4）从指令栏选择设置曝光指令到任务栏，将属性栏->输入相机与工业相机0001.outCamera相连，根据需求设置曝光时间。（如果无需设置曝光，则忽略此步骤）。（5）从指令栏选择设置增益指令到任务栏，将属性栏->输入相机与工业相机0001.outCamera相连，根据需求设置增益。（如果无需设置增益，则忽略此步骤）。（6）从指令栏选择相机图像指令到任务栏，将属性栏->输入相机与工业相机0001.outCamera相连。相机采图操作步骤（7）从控件栏选择图形显示控件到主窗体，将属性栏->背景图与相机图像0006.outImage相连。点击“单次”或“连续”按钮。相机采图操作步骤创建数据---基础数据基础数据类型字符串布尔短整型整形浮点型区域路径点矩形框圆形目标像素边缘条纹坐标系图像预处理---阈值化图像预处理---彩色阈值化图像预处理---分离通道图像预处理---分离通道思考：左边三幅黑白图像中，哪里最亮？图像预处理---颜色空间转换RGB转HSV区域特征---区域面积区域特征---区域外接框区域特征---区域矩形区域特征---区域外接框区域特征---区域矩形度区域矩形度＝区域面积➗区域外接矩形面积区域特征---区域似圆度区域矩形度＝区域面积➗区域外接圆面积区域特征---区域重心区域特征---分割区域区域特征---分割区域区域运算---区域交集区域运算---区域差集区域运算---区域并集区域运算---区域排序区域运算---区域排序按照区域面积进行排序。区域逻辑---区域分类形态处理形态处理思考：去掉伸出来的毛线用什么形态学运算？思考：填满剪口用什么形态学运算？数组操作数组操作通信设置---MODBUSRTU无锡信捷电气股份有限公司目录CONTENTSCONTENTS模块概述01视觉系统02编码器及高速计数器03变频器04无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器掌握编码器的工作原理学习目标掌握高速计数器组态与编程无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器

旋转编码器是通过光电转换，将输出至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字信号的传感器，主要用于速度或位置（角度）的检测。一般来说，根据旋转编码器产生脉冲的方式的不同，可以分为增量式、绝对式以及复合式三大类。分拣系统上采用的是增量式旋转编码器。旋转编码器原理示意图无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器

增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90°，用于辨向。当A相脉冲超前B相时为正转方向，而当B相脉冲超前A相时则为反转方向。Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。分拣模块使用了这种具有A、B两相90º相位差的通用型旋转编码器，用于计算工件在传送带上的位置。编码器直接连接到传送带主动轴上。该旋转编码器的三相脉冲采用NPN型集电极开路输出，分辨率500P/R(脉冲/旋转)，工作电源DC12～24V。增量式编码器输出的三组方波脉冲无锡信捷电气股份有限公司二、视觉系统

S7-1200V4.0CPU提供了最多6个高速计数器，CPU1211C可以使用HSC1～HSC3，CPU1212C可以使用HSC1～HSC4，使用信号板DI2/DO2后，它们还可以使用HSC5。CPU1214C可以使用HSC1～HSC6。HSC有4种工作模式：内部方向控制的单相计数器，外部方向控制的单相计数器，两路计数脉冲输入的双向计数器和A/B相计数器。高数计数器的输入点无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器

高速计数器输入点滤波时间与可检测到的最大频率关系如表6-5所示。按分拣单元三相异步电动机同步转速1500r/min,即25r/s，考虑减速比1:20，所以分拣站主动轴转速理论最大值1.25r/s，编码器500线（500pls/r）,所以PLC脉冲输入的最大频率为1.25*500=625pls/s，即625Hz，实际运行达不到此速度，故可选0.8millisec。无锡信捷电气股份有限公司HSC1～HSC6的当前值的数据类型为DInt,默认的地址为ID1000～ID1020三、编码器及高速计数器无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器

在设备组态界面，选择CPU的“属性”选项卡，并选择“DI14/DO10”设置“数字量输入”通道0的输入滤波器时间0.8millisec

在设备组态界面，选择CPU的“属性”选项卡，并选择HSC1高速计数器，在“常规”栏中选择“启用该高速计数器”复选项无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器

在“功能”栏中,设置“计数类型”为“计数”、“工作模式”为“单相”、“计数方向取决于”为“用户程序（内部方向控制）”、“初始计数方向”为“加计数”

在“硬件输入”栏中，设置“时钟发生器输入”地址I0.0无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器

“硬件输出”保持默认设置，在“I/O地址”栏中，可以设定输入起始地址，系统提供默认值ID1000无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器高数计数器指令

高速计数器指令，需要使用指定背景数据块用于存储参数。必须先在项目的PLC设备配置中组态高速计数器，然后才能在程序中使用高数计数器指令。无锡信捷电气股份有限公司三、编码器及高速计数器高数计数器指令编程示例无锡信捷电气股份有限公司目录CONTENTSCONTENTS模块概述01视觉系统02编码器及高速计数器03变频器04无锡信捷电气股份有限公司四、变频器掌握变频器参数设置方法学习目标掌握变频器模拟量控制掌握变频器通讯控制无锡信捷电气股份有限公司VH5-20P7：VH5代表系列名称，代表着VVVF控制2代表电压等级：220V级0P7代表最大适用电机容量：0.75KWVH3-40P7：VH3代表系列名称，VF控制/SVC控制；4代表电压等级：380V级；0P7代表最大适用电机容量：0.75KW；VH5系列VH3系列四、变频器无锡信捷电气股份有限公司VH5-20P7变频器面板介绍四、变频器无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5-20P7变频器面板介绍无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5-20P7控制电路无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH3-40P7变频器面板介绍无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH3-40P7控制电路无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器参数调整设定无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器参数无锡信捷电气股份有限公司四、变频器无锡信捷电气股份有限公司四、变频器无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器点动操作功能参数参数定义参数范围出厂设定值需要设定值P0.02运行命令通道选择0、1、200PC-00点动运行频率0Hz~最大输出P0-132.00Hz5.00PC-01点动加速时间0.1～6500.0s20.0s5.0PC-02点动减速时间0.1～6500.0s20..0s5.0P8-00JOG/REV切换控制0、1、2、302无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器模拟量控制

通过模拟量端子控制变频器频率，正反转信号通过变频器的X1端子和X2端子进行控制，参数设置如下表。无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器模拟量控制——程序示例PLC中将模拟量输出模块通道2，模拟量输出类型设置成“电流”,电流范围设置成“4-20mA”，通道的替代值设置成4mA。无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器通讯控制——变频器参数通过MODBUS

RTU控制变频器需要设置变频器的三个关键参数：P0-02、P0-03和P9-00到P9-03。参数P0-03是设置变频器的运行频率给定通道选择，参数P0-02是设置变频器运行命令通道选择，参数P9-00到P9-03是设置变频器通讯的相关参数包括通讯的波特率、奇偶校验方式、停止位的位数和数据位的位数。无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器通讯控制——PLC指令S7-1200ModbusRTU通讯指令主要包含三个指令，分别是：Modbus_Comm_Load、Modbus_Master和Modbus_Slave无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器通讯控制——PLC指令Modbus_Comm_Load

Modbus_Comm_Load指令可组态用于ModbusRTU协议通信的SIPLUSI/O或PtP端口。ModbusRTU端口硬件选项：最多安装三个CM（RS485或RS232），及一个CB(R4845)。将Modbus_Comm_Load指令放入程序时自动分配背景数据块。无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器通讯控制——PLC指令Modbus_Comm_Load无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器通讯控制——PLC指令Modbus_Comm_Load注意：Modbus_Comm_Load指令背景数据块中的静态变量“MODE”用于描述PTP模块的工作模式，有效的工作模式包括：0=全双工(RS232)1=全双工(RS422)四线制模式（点对点）2=全全双工(RS422)四线制模式（多点主站，CMPtP(ET

200SP)）3=全全双工(RS422)四线制模式（多点从站，CMPtP(ET

200SP)）4=半双工(RS485)二线制模式该静态变量““MODE”默认数据为0（RS232全双工模式），需要根据CMPTP模块实际组态修改该数值。无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器通讯控制——PLC指令Modbus_MasterModbus_Master指令作为Modbus主站利用之前执行Modbus_Comm_Load指令组态的端口进行通信。将Modbus_Master指令放入程序时自动分配背景数据块。指定Modbus_Comm_Load指令的MB_DB参数时将使用该Modbus_Master背景数据块。指令使用注意事项：●必须先执行MB_COMM_LOAD组态端口，然后Modbus_Master指令才能与该端口通信。●如果要将某个端口用于初始化Modbus主站请求，则MB_SLAVE不应使用该端口。Modbus_Master执行的一个或多个实例可使用该端口，但是对于该端口，所有Modbus_Master执行都必须使用同一个Modbus_Master背景数据块。●Modbus指令不使用通信中断事件来控制通信过程。用户程序必须轮询Modbus_Master指令以了解传送和接收的完成情况。无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器通讯控制——PLC指令Modbus_Master无锡信捷电气股份有限公司四、变频器VH5变频器通讯控制——PLC指令Modbus_MasterDATA_ADDR和MODE参数用于选择Modbus功能类型，DATA_ADDR（从站中的Modbus起始地址）：指定要在Modbus从站中访问的数据的起始地址。Modbus_Master指令使用MODE输入而非