Echtzeit-Bildverarbeitung mit Feldbusanbindung
Kommt bei der Bildverarbeitung die in der Automatisierung oft notwendige Anforderung einer Integration von Feldbussysteme wie Profinet oder Ethercat, steht der Anwender vor der Herausforderung, alle diese Themen in Bezug auf Hard- und Software zu vereinen. Genau für diese Anwendungen wurde von Spectra und Sybera ein skalierbares Machine Vision Produkt entwickelt.
Die FieldboxCam besteht aus einer Basler-ace-Kamera und der Spectra Powerbox 100 von Spectra. erfassung, verarbeitung und Feldbusanbindung laufen in Echtzeit auf der X-Realtime Engine von Sybera. (Bild: Spectra GmbH & Co. KG)
Für die meisten Applikationen ist eine kleine und preisgünstige Standard Industrie-Kamera mit einer Standard Optik völlig ausreichend. Der optische Teil der FieldboxCam besteht daher aus einer Basler acA1440 Kamera mit f8mm/5MB Objektiv. Die Parametrisierung der Kamera erfolgt nach dem GenICAM Standard. Für die Eingabe der Parameter steht die Windows-Utility VisionGen zur Verfügung, die auch das Kamerabild anzeigt. Allerdings muss die Beleuchtung den jeweils spezifischen Bedingungen entsprechend ausgewählt, justiert und eingestellt werden.
IPC mit Echtzeiterweiterung
Hardwareseitiges Herzstück des Systems ist ein kompakter, lüfterloser Industrie-PC, die Spectra Powerbox 100. Sie wird sowohl aufgrund ihrer geringen Abmessungen von der Größe einer Lunchbox, als auch wegen der flexiblen Montagemöglichkeiten (Wand, VESA, DIN-Schiene, seitlich) gern in Applikationen nah an der Maschine oder am Prozess eingesetzt. Der 2.0GHz Celeron-Prozessor bietet vier Cores an, denen jeweils verschiedene Teilaufgaben zugeordnet werden können. So könnte z.B. Core 1 die Bilderfassung, Core 2 die Bildverarbeitung, Core 3 die Feldbusanbindung und Core 4 die Windows-Task für die Visualisierung übernehmen. Der Transport der Bilddaten von der Kamera zum PC erfolgt per GigE-Vision. Über eine zweite on-board Ethernet Schnittstelle werden die ausgewerteten Bilddaten als Ausgabe an den Profinet- oder Ethercat-Master gemeldet. Diesem wird die FieldboxCam per GSDML- bzw. ESI-Datei als normales I/O-Slave-Devices bekannt gemacht. Alternativ kann ein simples Gut-Schlecht-Ausgangssignal auch direkt über die eingebauten, isolierten GPIO-Kanäle (4DI/4DO) ausgegeben werden. Bilderfassung, Bildverarbeitung und Feldbusanbindung laufen dabei in Echtzeit, basierend auf der X-Realtime Engine, einer Realtime Extension für Windows von Sybera. Zusammen mit der adaptiven Jitter-Kompensationstechnik wird damit ein strikter Determinismus für die Feldbusanwendung garantiert. Die Bilderfassung und Bildverarbeitung kann parallel in Echtzeit erfolgen, was zu einem schnelleren Feldbusergebnis führt.
