VPLC710機(jī)器視覺+軟運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)是一款基于X86架構(gòu)的IPC形態(tài)產(chǎn)品，通過 PC-based架構(gòu)發(fā)揮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、可繼承性、多領(lǐng)域、信息化、開放性和可視化等性能特點(diǎn);VPLC710標(biāo)配 EtherCAT總線，4-240軸可選，最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)可達(dá) 16軸，運(yùn)動(dòng)周期最小為 500us，強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能，可滿足運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域高速、高精的需求。

　　文/深圳市正運(yùn)動(dòng)技術(shù)有限公司

　　VPLC710機(jī)器視覺+軟運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)是一款基于X86架構(gòu)的IPC形態(tài)產(chǎn)品，通過 PC-based架構(gòu)發(fā)揮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、可繼承性、多領(lǐng)域、信息化、開放性和可視化等性能特點(diǎn)，配合正運(yùn)動(dòng)技術(shù)自主自研、自主可控的全國產(chǎn)Windows實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軟核MotionRT，將IPC形態(tài)產(chǎn)品VPLC710變成了實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制器或者實(shí)時(shí)PLC。

　　VPLC710標(biāo)配 EtherCAT 總線，4-240軸可選，最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)可達(dá) 16軸，運(yùn)動(dòng)周期最小為 500us，強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能，可滿足運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域高速、高精的需求;同時(shí)具備自動(dòng)化行業(yè)所必須的高速DI/DO、脈沖控制以及手輪控制等功能，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、3C電子、新能源、激光加工、汽車產(chǎn)線等領(lǐng)域。

　　1 VPLC710產(chǎn)品功能介紹

VPLC710 架構(gòu)圖

　　(1)VPLC710硬件特性

　　l 采用x86高性能CPU，EtherCAT可支持多至240軸同時(shí)控制;

　　l 板載RS232，RS485，EtherNet，EtherCAT，USB2.0，USB3.0硬件接口;

　　l 板載16DI，其中4個(gè)高速色標(biāo)鎖存，2組高速單端編碼器;

　　l 板載16DO，其中4個(gè)高速單端脈沖軸，4組高速PWM;

　　l 支持VGA，HDMI顯示，支持雙網(wǎng)口不同IP設(shè)置。

　　(2) VPLC710運(yùn)動(dòng)控制功能

　　l 點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、連續(xù)軌跡加工、機(jī)械手功能;

　　l 電子凸輪、電子齒輪、同步跟隨、位置鎖存、虛擬軸疊加;

　　l S曲線加減速，SS曲線加減速，軌跡運(yùn)動(dòng)更柔和;

　　l 高速PSO輸出，支持1D/2D/3D的高速位置同步輸出;

　　l 支持視覺飛拍、高速點(diǎn)膠、激光加工等應(yīng)用。

　　(3)VPLC710機(jī)器視覺功能

　　l 視覺定位、Blob分析、視覺測量、檢測識(shí)別等;

　　l 同時(shí)支持第三方視覺。

　　2 基于VPLC710與傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡/PLC的解決方案對比

　　VPLC710機(jī)器視覺+軟運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)與傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡/PLC核心區(qū)別一：硬件配置不一樣，VPLC710更節(jié)省硬件成本和安裝接線方便。

　　VPLC710本身是個(gè)工控機(jī)，裝載Windows系統(tǒng)就可以直接運(yùn)行上位機(jī)開發(fā)軟件，比如Zmotion ZDevelop、Visual Studio、LabVIEW、Qt、Python等，通過板載的脈沖輸出口或EtherCAT口接伺服/步進(jìn)，IO接口可直接接入和控制外部輸入輸出，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制和IO控制以及對接到MES等;

　　而傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡/PLC需要另外購置PC或者工控機(jī)，來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制和MES對接等，增加了硬件成本，接線也比較麻煩。

　　(1)基于VPLC710的運(yùn)動(dòng)控制+機(jī)器視覺解決方案

　　VPLC710是將一部分PC的硬件資源通過MotionRT7實(shí)時(shí)系統(tǒng)直接配置占用，如CPU處理器的部分運(yùn)算核心，一小部分內(nèi)存，部分網(wǎng)口、串口等等，使得MotionRT7實(shí)時(shí)系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)共同運(yùn)行在一臺(tái)PC上。

　　在MotionRT7實(shí)時(shí)系統(tǒng)里的功能模塊處理運(yùn)動(dòng)控制或機(jī)器視覺等自動(dòng)化設(shè)備核心任務(wù)，其他的模塊或用戶自己的功能(如PC界面或者M(jìn)ES等)運(yùn)行在Windows上，利用CPU強(qiáng)大的算力和MotionRT7實(shí)時(shí)內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)核內(nèi)之間高效的數(shù)據(jù)交互，并大大提升穩(wěn)定性。

　　(2)基于傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡/PLC的運(yùn)動(dòng)控制+機(jī)器視覺解決方案

　　傳統(tǒng)的PC+運(yùn)動(dòng)控制卡或者PC+PLC的運(yùn)動(dòng)控制解決方案，需要同時(shí)有硬件工控機(jī)PC和運(yùn)動(dòng)控制卡或者PLC等硬件，來運(yùn)行用戶程序和其他計(jì)算機(jī)自身的任務(wù)，然后和運(yùn)動(dòng)控制卡或PLC通訊以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備控制。

　　3 基于VPLC710與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制卡/PLC的交互速率對比

　　VPLC710機(jī)器視覺+軟運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)與傳統(tǒng)PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡/PLC核心區(qū)別二：通訊方式效率不一樣， VPLC710交互速率更快，更適合高速高精的應(yīng)用場合

　　以下是通過C#、C++等不同的PC開發(fā)方式，測試數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的PCI/PCIe、PLC網(wǎng)口通訊速度對比。

C#測試交互數(shù)據(jù)

C++測試交互數(shù)據(jù)

　　測試數(shù)據(jù)結(jié)果對比

　　以從測試對比結(jié)果看出，MotionRT7在LOCAL鏈接(核內(nèi)交互)的方式下，指令交互的效率是非常穩(wěn)定，當(dāng)測試數(shù)量從1w增加到10w時(shí)，單條指令交互時(shí)間與多條指令交互時(shí)間波動(dòng)不大，非常適用于高速高精的應(yīng)用。

　　4 VPLC710 基于ZDevelop的運(yùn)動(dòng)控制+機(jī)器視覺開發(fā)

　　ZDevelop是正運(yùn)動(dòng)技術(shù)推出的集成機(jī)器視覺+運(yùn)動(dòng)控制功能的一站式綠色免安裝開發(fā)軟件，支持ZBasic、ZPLC梯形圖、ZHMI組態(tài)、機(jī)器視覺ZVision等二次開發(fā)，并可混合編程，實(shí)時(shí)仿真，在線跟蹤以及診斷與調(diào)試，快速實(shí)現(xiàn)智能裝備的視覺定位、測量、識(shí)別、檢測和復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制等系統(tǒng)的開發(fā)。

　　VPLC710機(jī)器視覺+軟運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)裝好Windows系統(tǒng)之后，可以直接運(yùn)行ZDevelop軟件，通過ZBasic、ZPLC、ZHMI、ZVision開發(fā)運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器視覺程序后，連接到LOCAL接口，然后編譯下載到ROM或者RAM，配合運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)內(nèi)核MotionRT7,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器視覺的實(shí)時(shí)控制。

ZDevelop開發(fā)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)和機(jī)器視覺

　　5 VPLC710 基于PC上位機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制+機(jī)器視覺開發(fā)

　　VPLC710機(jī)器視覺+軟運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)裝好Windows系統(tǒng)之后，除了運(yùn)行ZDevelop軟件，相應(yīng)的第三方PC軟件，比如C#，C++，LabVIEW，VB，Qt，.NET，Python等，也可以直接在VPLC710里面運(yùn)行，最大程度在不改變開發(fā)人員使用習(xí)慣的前提下，把用戶機(jī)器設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制程序甚至是機(jī)器視覺程序運(yùn)行在實(shí)時(shí)系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)智能裝備的高速高精應(yīng)用。

　　同時(shí)第三方視覺程序系統(tǒng)或者軟件，以及常用的其他調(diào)試軟件，比如伺服驅(qū)動(dòng)調(diào)試軟件、柔性振動(dòng)盤調(diào)試軟件、機(jī)器人調(diào)試軟件、通訊測試軟件等，都可以在裝載的Windows系統(tǒng)里面運(yùn)行，為開發(fā)人員盡可能的提供便利。

C#開發(fā)代碼LOCAL連接截圖

　　6 VPLC710方案和產(chǎn)品優(yōu)勢

　　l X86高性能，從Intel Celeron到Core I7處理器可選;

　　l 搭載自主自研Windows運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)軟核MotionRT7，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可定制硬件全國產(chǎn)化;

　　l 一臺(tái)VPLC710可集成Windows、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺、HMI和梯形圖開發(fā)，替代傳統(tǒng)的PC(工控機(jī))+ PCI/PCIe運(yùn)動(dòng)控制卡/PLC + 機(jī)器視覺方案;

　　l 集成度高，省空間、安裝方便、節(jié)省硬件成本 ，一臺(tái)工控機(jī)的價(jià)格實(shí)現(xiàn)整套視覺+運(yùn)動(dòng)控制方案;

　　l 在不改變開發(fā)人員使用習(xí)慣的前提下，把用戶機(jī)器設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制程序甚至是機(jī)器視覺程序運(yùn)行在實(shí)時(shí)系統(tǒng)上;

　　l 核內(nèi)交互，本地LOCAL高速接口，API函數(shù)調(diào)用比普通PCI/PCIe快數(shù)十倍;

　　l 特別適用于高速高精的貼片機(jī)、固晶機(jī)、精密點(diǎn)膠、半導(dǎo)體封測、分選機(jī)、鋰電切疊設(shè)備等場合。