高精度檢測系統將異物檢測率提高五倍
從經銷商轉型成為一家備受讚譽的 OEM 製造商似乎是個長期過程。但位於美國密蘇里州的 ProSpection Solutions在兩年內就完成轉型。其工程團隊開發的首批食品檢測解決方案獲得多項產業大獎。ProSpection Solutions認為，與倍福合作是他們成功的關鍵因素。
ProSpection 主要從事肉類、乳製品等產品和包裝檢測的自動化。2017 年，隨著該公司開始轉向製造設備，其團隊設計完成第一批產品，防護等級高達 IP69K 的低密度異物檢測及清除系統，它在 2019 美國芝加哥國際食品及飲料加工設備技術展（Process Expo）上贏得了肉類、家禽和海鮮類創新展示獎。
ProSpection 總裁兼 CEO Jeff Youngs 說道：「該檢測系統讓我們的客戶能夠以明顯更高的一致性、準確性以及比其它檢測方法快得多的速度檢測和清除產品流中的異物。這套系統已經成為 Prospection 的旗艦系列產品，成功吸引了食品行業最大的包裝消費品（CPG）製造商的注意。對異物檢測系統的重視也幫助我們開發其它產品線。」公司還提供其它類型的檢測系統以及檢測重量解決方案。
異物檢測系統使用多個拍攝角度掃描和檢測牛肉、豬肉、家禽、寵物食品、乳酪絲、義大利麵等食品的整個表面。設備能夠檢測各種雜質和異物，包括硬塑膠、軟塑膠、個人防護用品（PPE）以及生產設備中其它常見的物品。接著設備會自動彈出所有受污染的產品，將其從供應鏈上移除。ProSpection 技術副總監 Kyle Knudsen 表示，也許最重要的是，它在檢測產品時，不需要翻轉產品，因為相機會同時檢測產品的頂部和底部，因此它所需的占地面積要比其它同類系統小得多。
團隊在設計和實施設備時遇到了不小的挑戰。系統需要提供比同類設備更高的輸送量、更小的占地面積和更高的可靠性。專有的視覺檢測軟體需要與設備控制器即時通訊，以便能夠立即清除生產線上的污染物。為了滿足這些需求，ProSpection 公司決定採用倍福EtherCAT 和 PC-based控制技術。
強大的控制技術進一步提高檢測的可靠性
ProSpection 於 2017 年夏天開始與倍福團隊，即應用工程師 Marc Wilkinson 、區域業務工程師 Brian McKee 以及 Brandon Snell 合作，共同設計和程式設計異物檢測系統。解決方案採用一台安裝有 TwinCAT 3 自動化軟體的 CX5140 嵌入式控制器控制設備。ProSpection 的專用視覺軟體在一台獨立的電腦上運行，並透過 ADS 協議與 CX5140 即時通訊。Kyle Knudsen 認為，控制器具有極高的穩定性，提升系統的可靠性。此外，一台帶有 18.5 英寸多點觸控屏的 CP3918 不鏽鋼面板支援食品業先進的 HMI 方案。
TwinCAT 提供 PLC 和運動控制功能。然而，當這家公司剛剛轉型製造設備時，他們工程團隊的程式設計資源非常有限。Kyle Knudsen 認為他們從倍福團隊，尤其是 Marc Wilkinson 那裡得到的支援對系統的成功至關重要。「當我們開始工作時，Marc 基本上為我們編寫了所有設備控制程式。Marc 使用 ADS 將通訊整合到我們的視覺軟體中，他編寫的基礎代碼非常容易理解，並針對我們的半標準系統進行修改。」
現在，ProSpection 已經完成自己的 PLC 程式設計工作。擁有電腦科學背景的 Kyle Knudsen 發現 TwinCAT 3 平台適應性很強，他說：「我的大部分培訓都是在 C++ 中進行的，因此可以在 TwinCAT 3 中輕鬆過渡到結構化文本。」
倍福的 EtherCAT 和運動控制提升性能
倍福的 EtherCAT 和運動控制解決方案帶來額外的優勢。EtherCAT 即時通訊系統可以自由選擇拓撲結構。「ProSpection 對於 EtherCAT 耦合器和閘道可以用於 30 多種重要的通訊協議讚賞不已。」倍福 Brian McKee 說道。「隨著ProSpection在市場上不斷擴張，上游和下游設備能否輕鬆與 EtherNet/IP 或 PROFINET 等其它現場總線進行通訊十分重要。」PC-based的開放自動化也簡化協力廠商組件的程式設計和控制，如用於分流不合格產品的可伸縮機頭，以及用於相機定位的線性執行器。檢測系統使用多個節省空間的 EtherCAT I/O 端子模組作為標準輸入/輸出，用於控制控制相機的照明，並配備 EL7047 步進馬達端子模組。TwinSAFE 技術直接將 STO 和 SS1 等安全功能整合到 TwinCAT 開發環境中。
系統透過 EtherCAT 實現檢測軟體與運動元件之間的高速通訊，每小時能夠高精度處理 10,000 至 25,000 磅或 4,535 至 11,340 公斤的產品。ProSpection 公司認為，此吞吐率比市場上同類系統要高出三到五倍。自動化系統將檢測結果記錄在一個 SQL 數據庫中，並存儲用於顯示帶時間戳記的每一種污染物的圖片，讓客戶能夠查看檢測到的污染物，解決設備問題，減少浪費。