DemoBox_Boiler

專案功能

DemoBox_Boiler 是一個以 Windows Forms 建立的鍋爐監控與控制示範程式，整合了 PLC 通訊、現場設備狀態顯示與相機火焰偵測。

主要功能如下：

• 透過 TwinCAT.Ads 連接 PLC，讀寫 GVL.* 變數（類比值、DO、DI、火焰偵測結果）。
• 以 HMI 形式顯示鍋爐元件狀態（blower、valve、pump、DI 指示）。
• 以 OpenCvSharp 讀取相機影像，執行火焰辨識（顏色 + 動態 + 幾何條件 + 去抖動）。
• 偵測到火焰後在畫面標示並同步回寫 GVL.bFireDetected。

系統架構

1) 啟動層

• Program.Main()：程式進入點。
• NativeBootstrap.EnsureOpenCvNativeReady()：先將 OpenCvSharp 需要的原生 DLL 釋出到 %LOCALAPPDATA%\DemoBox_Boiler\native\x64，並設定 SetDllDirectory 與 PATH。

2) UI / 控制層

• FormMain：主視窗與核心流程控制。
• 主要使用多個 Timer：
  • _fanTimer：blower 動畫更新。
  • _adsPoll：週期輪詢 PLC 資料。
  • _camTimer：相機擷取與火焰偵測。

3) PLC 通訊層

• AdsClientEx：對 AdsClient 的包裝，提供：
  • 連線 (Connect)
  • Handle 管理 (CreateHandle / DeleteHandle)
  • 讀寫 (ReadAny / WriteAny / WriteBool)
• FormMain.AdsConnect()：建立 PLC 變數 handle，啟動輪詢。
• FormMain.AdsDisconnect()：釋放 handle、停止輪詢與 UI 狀態復原。

4) 視覺偵測層

• StartCamera() / StopCamera()：控制 VideoCapture 生命週期。
• CamTimer_Tick()：逐幀讀取影像 -> 呼叫 DetectFire() -> UpdateFireStable() -> 更新 UI。
• DetectFire()：
  • HSV 顏色範圍過濾（紅/橘/黃）
  • 亮度/飽和度條件
  • 與前一幀差分的動態判斷
  • 形態學處理與輪廓幾何過濾
• UpdateFireStable()：以連續幀投票 + cooldown 減少誤報與閃爍。

執行流程

1. 啟動程式時先執行 EnsureOpenCvNativeReady()，確保原生 DLL 可載入。
2. 建立 FormMain 並初始化 UI 與計時器事件。
3. 使用者點擊連線區域（lblAdsState）觸發 AdsConnect()：
   • 嘗試 ADS port 851，失敗再試 852。
   • 建立 GVL.* 的 variable handle。
4. _adsPoll 週期讀取 PLC 值，更新：
   • gauge / thermometer 類比畫面
   • DO/DI 圖示與資訊卡
5. 使用者點擊相機區域（pbCameraView）啟動相機後：
   • _camTimer 逐幀偵測火焰
   • UI 顯示偵測框與告警狀態
   • 狀態變更時寫入 GVL.bFireDetected
6. 關閉程式時停止所有計時器、關閉相機、解除 ADS 連線並釋放資源。

主要檔案

• Program.cs：啟動與 OpenCv 原生 DLL bootstrap。
• Form1.cs：UI 邏輯、ADS 通訊、相機與火焰偵測核心。
• Form1.Designer.cs：Windows Forms 控制項配置。
• Properties/Resources.resx：UI 圖像與內嵌 DLL 資源。
• DemoBox_Boiler.csproj：目標框架、NuGet 依賴與輸出設定。

相依套件與技術

• .NET Framework 4.8
• Windows Forms
• OpenCvSharp4
• Beckhoff.TwinCAT.Ads
• Costura.Fody（組件打包）

注意事項

• 本專案預設以 x64 執行，且需對應的 OpenCV native DLL。
• ADS 連線前請確認 TwinCAT Runtime 已啟動、路由正確、PLC 符號已可讀。
• GVL 變數名稱需與 PLC 專案一致，否則會出現 DeviceSymbolNotFound (0x710)。