Was ist ein Machine Vision Controller?
Machine Vision Controller sind Computer, die in anspruchsvollen und industriellen Umgebungen eingesetzt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bürocomputern zeichnen sich Machine Vision Controller durch hohe Langzeitverfügbarkeit, ausfallsicheren Dauerbetrieb, höhere IP-Schutzklassen, Robustheit gegenüber Vibrationen, Staub oder erweiterte Betriebstemperaturbereiche aus. Einsatzmöglichkeiten finden sich z.B. in Produktionsanlagen unterschiedlichster Branchen wie Automobil, Metall, Logistik, Lebensmittel, Pharma oder Energie.
Der Unterschied zwischen Machine Vision Controller und Smart Devices
Smart Devices
Geeignet für Anwendungen, bei denen nur eine Kamera oder ein Profilsensor zur Auswertung benötigt wird
Bild- und Profilauswertung erfolgt auf vorinstallierter Software in der Kamera oder im Profilsensor
Ergebnisausgabe über integrierte Schnittstellen
Kein zusätzlicher Machine Vision Controller notwendig
Aufbau und Komponenten eines Machine Vision Controllers
CPU (Prozessor)
Die CPU ist das Herzstück des Machine Vision Controllers und sorgt für die Rechenleistung. Je nach Anwendung wird der passende Prozessor ausgewählt. Die Machine Vision Controller von wenglor haben leistungsstarke i7 Prozessoren.
Mainboard
Auf dem Mainboard sind sämtliche Komponenten verbaut, die für den Betrieb eines Industrie-PCs erforderlich sind. Hierzu gehören der Prozessor, der Arbeitsspeicher, die Massenspeicher, der Chipsatz, die Grafik sowie Bausteine für Schnittstellen und weitere essenzielle Komponenten.
Speicher (RAM und Festplatte)
Der Arbeitsspeicher, auch bekannt als RAM (Random Access Memory), speichert die Daten, die der Prozessor für eine schnelle und kurzfristige Verarbeitung benötigt. Der Arbeitsspeicher lässt sich mit dem Hubraum eines Verbrennungsmotors vergleichen: Ein ausreichend großer Arbeitsspeicher ermöglicht es dem Prozessor, seine volle Leistung zu entfalten.
Schnittstellen
Die Controller verfügen über einige Schnittstellen, um mit den Kameras und anderen Geräten kommunizieren zu können, darunter
- RTE
- PROFINET
- Ethernet IP
- EtherCAT
- Ethernet TCP/IP
- UDP
- Digital I/O
- SFTP
Kühlung
Viele Industrie PCs sind an Orten verbaut, wo es heiß ist, wie z. B. in Gießereien. Aus diesem Grund muss das Kühlsystem effizient sein, um Temperaturen unter Kontrolle zu halten. Dabei wird zwischen einer passiven und aktiven Kühlung unterschieden.
Grafikkarte
Je nach Anwendung kann eine Grafikkarte in den Machine Vision Controllern erforderlich sein. Eine Grafikkarte in einem Industrie-PC spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung und Darstellung von Daten.
Die Unterschiede der Schnittstellen
Ethernet TCP/IP
Ethernet TCP/IP steht für „Transmission Control Protocol/Internet Protocol“ und ist ein Datenübertragungsprotokoll, das es ermöglicht, in Pakete zerlegte Daten zuverlässig zu adressieren und an die am Netz angeschlossenen Teilnehmergeräte zu übertragen. Es wird sichergestellt, dass jedes Datenpaket ankommt. Ist dies nicht der Fall, wird es erneut gesendet.
UDP
UDP (User Datagram Protocol) ist ein Netzwerkprotokoll, das die verbindungslose Übertragung von Daten in IP-basierten Rechnernetzen ermöglicht. Verbindungslos bedeutet, dass die Daten ohne gegenseitige Authentifizierung zwischen Sender und Empfänger versendet werden. Bei UDP steht die Geschwindigkeit im Vordergrund.
SFTP
SFTP (Secure File Transfer Protocol) ist ein Dateiübertragungsprotokoll für IP-basierte Netzwerke, das zur verschlüsselten Übertragung von Daten verwendet wird. Typischerweise werden Daten vom Client zum Server hochgeladen und vom Server zum Client heruntergeladen.
DIO (Digital Input/Output)
DIO (Digital Input/Output) geben digitale Signale von z. B. Sensoren oder Kameras effizient und direkt an andere Steuerungen (SPS) weiter. Beispielsweise wird über einen digitalen Eingang eine Impulsfolge eine Bildaufnahme auslöst. Gleichzeitig kann über einen digitalen Ausgang eine Beleuchtung getriggert werden.
RTE (Real-Time Ethernet)
RTE (Real Time Ethernet) ist eine auf IP-Protokollen basierende Echtzeit-Ethernet-Umgebung, die hauptsächlich in der Automatisierungstechnik zur Anbindung dezentraler Peripherie an eine Steuerung eingesetzt wird. Dazu gehören u.a. PROFINET, Ethernet IP, EtherCAT. Unter Echtzeit versteht man in der Fabrikautomation Zykluszeiten im einstelligen Millisekundenbereich.
Flexibler Einsatz von Machine Vision Controllern
Ein Machine Vision Controller ist ein Bestandteil eines Bildverarbeitungssystem. Zu einem vollständigen Bildverarbeitungssystems gehören neben dem Machine Vision Controller die folgenden Komponenten, die wenglor anbietet:
Wie erfolgt die Auswertung der Machine Vision Camera über einen Controller?
Datenaufnahme: Bildaufnahme durch Kamera
Datenverarbeitung: Auswertung der Bildaufnahmen durch die Software
Datenübertragung: Ergebnisübertragung über Schnittstelle an übergeordnete Steuerung
Datenverarbeitung: Auswertung der Bildaufnahmen durch die Software
Datenübertragung: Ergebnisübertragung über Schnittstelle an übergeordnete Steuerung
Einsatzmöglichkeiten von Machine Vision Controllern
Machine Vision Controller mit Machine Vision Cameras
In der Automobilindustrie muss die Qualität einzelner Komponenten von Pkw-Innentüren wie z. B. Fensterhebern oder Armauflagen visuell bei unterschiedlichen Türentypen überprüft werden. Hierzu wird ein Visionsystem bestehend aus mehreren Kameras, Objektiven, Beleuchtungen und einer Control Unit installiert.
Machine Vision Controller mit 2D-/3D-Profilsensoren
Bei der Herstellung von Backwaren mit Schokoglasur muss zur Qualitätskontrolle die genaue Höhe und Breite der Gebäckstücke ermittelt werden. Dazu wird oberhalb der Förderstrecke ein 2D-/3D-Profilsensor mit großem Messbereich installiert, der alle Kekse über die gesamte Bahnbreite hinweg mikrometergenau vermisst.
