Echtzeit-Software-Trigger-+
Um zu gewährleisten, dass alle OPC UA TSN-Geräte kompatibel sind, muss jeder computerbasierte Gerätetyp im Netzwerk über ein standardisiertes Geräteprofil verfügen. OPC UA kann zudem mit jedem gängigen Betriebssystem wie Windows, Linux und Mac OS verwendet werden. Sie ist zudem skalierbar und kann von kleinen 8Bit-Embedded-Controllern bis hin zu großen Cloud-Server-basierten Systemen verwendet werden. Daher ist nun auch ein deterministisches Verhalten und Echtzeit für industrielle Anwendungen möglich. Funktionen wie Frame-Pre-Emption ermöglichen es, kritische Daten, wie einen Software-Trigger für eine Kamera, dem anderen Datenverkehr im Netzwerk vorzuziehen. Dies ermöglicht einen deterministischen Software-Trigger mit geringer Latenz. Dies war bisher nur mit einem Hardware-Trigger möglich. Der Vorteil ist eine nicht unerhebliche Einsparung an Verkabelung für die Hardware Triggerung. Eine weitere Funktion ist die Priorisierung von Datenströmen (traffic scheduling). Sie stellt sicher, dass im Netzwerk genügend Bandbreite für Kameradaten reserviert ist. Damit können Benutzer jetzt eine Bildverarbeitungskamera zusammen mit anderen Geräten in ein Netzwerk einbinden und müssen keinen Datenstau oder -verlust fürchten. Um OPC UA für die Bildverarbeitung voll auszunutzen, kooperiert der VDMA mit der OPC Foundation, im Rahmen der OPC Vision Initiative. Ziel ist eine OPC UA-Companion-Spezifikation für die Bildverarbeitung, die erstmals auf der automatica 2018 vorgestellt wurde. Die Integration von Bildverarbeitungssystemen in OT- und IT-Systeme wurde dort gezeigt. Die erste Version der ´OPC UA Companion Specification for Machine Vision´ (OPC UA Vision) beschreibt ein generisches Modell für alle Bildverarbeitungssysteme – von einfachen Vision-Sensoren bis hin zu komplexen Inspektionssystemen. Die Spezifikation definiert die Infrastrukturschichten als eine Abstraktion von Visionsystemen, was die Verwaltung von Rezepten, Konfigurationen und Datenergebnisse in einem Standardformat ermöglicht.
2,5 bzw. 5GBase-T Standard
Während der vergangenen zehn bis 15 Jahre haben Kamerahersteller neue Produkte auf der Basis unterschiedlicher Schnittstellen wie USB, FireWire, CameraLink, CameraLink HS und CoaXPress sowie Ethernet-basierte Standards wie GigE oder 10GigE Ethernet vorgestellt. Die kürzlich erfolgte Einführung der 2,5GBase-T und 5GBase-T Standards durch die nBase-T Alliance ermöglicht nun die Datenübertragung über Twisted Pair Kabel mit Geschwindigkeiten von 2,5GBit/s bzw. 5GBit/s und bietet damit gleich zwei Standards zwischen GigE und 10GigE. Damit sind unter Verwendung kostengünstiger Cat 5e und Cat 6 Twisted-Pair-Kabeln Längen bis zu 100m erreichbar. Auch die Verfügbarkeit entsprechender Peripherie ist mittlerweile ausreichend gewährleistet. Durch den Einsatz von Ethernet-basierten Kameras können Systementwickler GigE Vision nutzen. Mit dem Internet Protokol Standard bietet GigE Vision ein High-Speed-Framework zur Übertragung von Videodaten und den zugehörigen Steuerungsdaten. Diese Frameworks erleichtern die Entwicklung von Software. Dagegen basiert der GigE Device Discovery Mechanismus, auf dem GenICam Standard. Dieser Mechanismus dient zum Erhalten von IP-Adressen und der XML-Gerätebeschreibungsdatei. Die XML-Datei wird dabei für den Zugriff und zur Steuerung von Kamerafunktionen und Bildströmen verwendet.
