Kommunikationswechsel
Feldbusintegration von
intelligenten Kameras
Bildverarbeitung ist aus der Qualitätssicherung nicht mehr wegzudenken. Dennoch stehen Anwender häufig vor der Frage, wie sie die Prüfergebnisse einer Kamera an das übergeordnete Leitsystem weitergeben können. Die gute Nachricht: Hat die Kamera eine serielle Schnittstelle, ist die Aufgabe so gut wie gelöst.
Bild 1 | Den Anybus Communicator gibt es nicht
nur für Profinet, sondern auch für viele weitere
Feldbus- und Industrial-Ethernet-Standards.(Bild: HMS Industrial Networks GmbH)
Der Einsatz eines externen Protokollkonverters bietet sich an, wenn eine Kamera über eine serielle Schnittstelle verfügt und die Anbindung an industrielle Netzwerke wie z.B. Profibus, Profinet usw. nicht zum Standardfunktionsumfang der Kamera gehört. Protokollkonverter werden an der seriellen Schnittstelle der Kamera angeschlossen und setzen deren spezifisches Protokoll auf das gewünschte industrielle Netzwerk wie z.B. Profinet um. Intelligente Protokollkonverter wie der Anybus Communicator werden per Konfiguration an das serielle Protokoll der Kamera angepasst. Der Vorteil dieser Lösung ist, dass weder Hardware noch Software der Kamera verändert werden müssen. Der Protokollkonverter repräsentiert die Kamera stellvertretend im industriellen Netzwerk. Er ist nach seiner Konfiguration sofort einsatzfähig, und es fallen für den Anwender keinerlei Entwicklungsaufwendungen an.
Einsatz bei intelligenten Kameras
Die Smart Camera MVBlueGemini von Matrix Vision hat beispielsweise in der aktuellen Version keine integrierte Feldbusschnittstelle. Oftmals ist es jedoch erforderlich, die Kamera in industrielle Bussysteme einzubinden. Der intelligente Protokollkonverter Anybus Communicator fungiert dabei als externe Netzwerkschnittstelle für die Kamera. Der Protokollkonverter wird an die RS-232-Schnittstelle der Kamera angeschlossen und stellt die Verbindung zum Profinet her. Das Prüfergebnis der Kamera wird seriell an den Protokollkonverter übertragen. Dieser verpackt das Prüfergebnis in Form von Nutzdaten in ein Profinet-Telegramm und leitet es über Profinet an die SPS zur Auswertung weiter. Bei Bedarf kann auch das Startkommando für den Lesevorgang aus dem SPS-Programm heraus erfolgen und über Profinet und den Protokollkonverter an die Kamera übermittelt werden. Am Profinet ist der Anybus Communicator ein normaler Teilnehmer (IO Device), der über die mitgelieferte GSDML-Datei in die SPS-Umgebung eingebunden wird.
Einfache Konfiguration
Bild 2 | Einbindung der Smart Camera MVBlueGemini
von Matrix Vision in Profinet mit dem Anybus Communicator. (Bild: HMS Industrial Networks GmbH)
Zunächst wird die intelligente Kamera wie üblich über die integrierte Bildverarbeitungssoftware konfiguriert und die Kommunikation über die serielle Schnittstelle RS-232 eingerichtet. Der Communicator wird mit dem zugehörigen Windows-basierten Konfigurationstool so konfiguriert, dass er die gewünschten Nutzdaten der Kamera über Profinet an die SPS überträgt. Die gesamte Konvertierungslogik wird mit vordefinierten Funktionen definiert und erfordert keinerlei Programmierkenntnisse. Während der Konfiguration kann der Anwender bestimmen, welche und wie viele Daten zwischen der Kamera und der übergeordneten SPS ausgetauscht werden. Neben der Übertragung von Inspektionsergebnissen und Statusmeldungen sind auch eine Triggerung der Kamera sowie Start, Stopp und Wechsel eines Inspektionsprogramms möglich. Der Protokollkonverter kommuniziert via Modbus-RTU mit der Kamera, wobei die Kamera ein Slave und der Protokollkonverter der Master im Modbus-RTU-Netzwerk ist (Master Mode). Mit dem Modbus-Assistenten kann die Konfiguration des Protokolls in sechs Schritten durchgeführt werden. Der Master Mode steht nicht nur für Modbus-RTU, sondern für alle request/response-basierten seriellen Protokolle zur Verfügung und unterstützt auch herstellerspezifische Protokolle. Im Profinet ist der Protokollkonverter ein Slave (IO Device) und über einen RJ45-Anschluss mit dem Profinet-Netzwerk verbunden. Der Protokollkonverter wird mit der mitgelieferten GSDML-Datei in die Profinet-SPS eingebunden.
Diagnosefunktionen
Ob der Anybus Communicator das Protokoll wie gewünscht umsetzt, kann mit dem Konfigurationstool überprüft werden. Dazu muss es bei laufendem Betrieb an die Diagnoseschnittstelle des Communicators angeschlossen werden. Zusätzlich zeigen die Status-LEDs des Communicators den aktuellen Zustand des Profinet-Netzwerks an. Alternativ kann die Diagnose auch über den integrierten Webserver erfolgen. Den Protokollkonverter gibt es nicht nur für Profinet, sondern für viele weitere Feldbus- und Industrial-Ethernet-Standards wie Canopen, CC-Link, CC-Link IE Field, Controlnet, Devicenet, Ethercat, Ethernet/IP, FIPIO, Interbus, Modbus Plus, Modbus-RTU, Modbus-TCP und Profibus. Da alle Protokollkonverter dieselbe Funktionalität besitzen, können (intelligente) Kameras einfach durch das Austauschen des Communicators an andere industrielle Netzwerke angepasst werden. Besonderer Vorteil für die Anwender: Die Konfiguration für den vorher eingesetzten Communicator (z.B. für Profinet) kann unverändert in den neuen Communicator (z.B. für Ethercat) geladen werden. So bleiben das Protokoll der seriellen Schnittstelle und die Abbildung der Daten unverändert.
