Zwei verschiedenen Welten, die immer wieder neu zusammenfinden müssen?

Ist dies heute überhaupt noch ein Thema? Ist nicht schon alles im Sinne der Anwenderfreundlichkeit erledigt? Wir reden schließlich von ganz großen Dingen, wie Industrie 4.0 und stellen uns eine nahezu komplett vernetzte, extrem dynamisch anpassbare Produktionsumgebung vor. Soweit der große Ansatz. Bis dies alles so funktioniert wie es die PowerPoint Folien suggerieren ist mit Sicherheit noch viel im Detail zu erledigen und idealerweise über nötige Standards abzubilden.

Eine Lanze brechen für die Praktiker unter uns

Der klassische „Bildverarbeiter“ hat oft Höheres im Kopf. Denkt er doch meist lieber in Algorithmen, SDKs, CPU und GPU Power usw. Der Praktiker kämpft dann mit Verkabelung, Pegelanpassungen, Störfestigkeit und Stecker Standards. Und so ist noch immer die Aufgabe, alle Komponenten einer Bildverarbeitung optimal aufeinander abzustimmen sehr oft eine große Aufgabe. So groß, dass dies nicht selten ein massives Zeitaufkommen bei der Realisierung der Anlage verlangt. Viele Systemintegratoren haben über Jahre ihre eigenen Rezepte entwickelt und teilweise auch exotische Workarounds erfunden. Zwangsläufig führt dies zu oft komplexen, schwer wartbaren und unübersichtlichen Installationen.

Worum geht es?

Dabei geht es doch immer wieder um das Eine: Bildaufnahme passend zum Objekttakt, beleuchten synchronisiert mit der Belichtungszeit, Bilddaten verwerten, Entscheidungen treffen, gut/schlecht-Signale ausgeben. Immer öfter auch den Objektiv-Fokus korrigieren, die Blende anpassen oder das Bildfeld verändern (Zoom). Das alles möglichst intelligent in der Idee, schlank in Aufbau und Bedienung. Es geht also im Wesentlichen um die Software selbst und um die praktische Verkabelung rund um den Aufnahmeort mit dem damit verbundenen Aufwand – Aufwand in Software und in der Hardware. Und all das sollte als langfristige Investition auch noch transparent, wartbar und einfach sein. In der Software erleben wir mit Deep Learning, neuen Algorithmen in der GPU und visuellen Tools der Bildverarbeitung einen qualitativen Sprung hin zur Vereinfachung. Und auf Seite der Hardware? Was sind hier die aktuellen Trends? Zu guter Letzt: Mit was für einem Aufwand kommuniziert die Bildverarbeitung mit der Außenwelt, mit der SPS?

 Rückblick

Bereits in den analogen 90er Jahren setzte sich der Hirose Stecker als Träger für Versorgung und Signale durch, allerdings ohne einheitliche Steckerbelegung. Das sorgte bei manchem Systemintegrator für schlecht riechende Überraschungen. Heute haben wir immer noch den Hirose Stecker – und immer noch weder einheitliche Steckerbelegung noch einheitliche Spannungspegel. Immerhin hat die Bildverarbeitung in der Software mit GigE-Vision und GenICam wichtige Schritte zur Vereinfachung hin Richtung Standards gemacht.

Standards im Maschinenbau

Der Maschinenbau ist der Bildverarbeitung in den Standards voraus: Hier sprechen wir von satten unempfindlichen 0-24 Volt Signalen und soliden Kabelstandards. Es existieren von allen namhaften Firmen in der SPS, Sensor- und Aktor-Branche Verbindungslösungen, die sich bei Stecker, Pinbelegung und Funktion an gewisse Standards halten. Die Systeme sind somit im hohen Maße schneller zu verkabeln und lassen sich einfach und herstellerübergreifend ergänzen. Der M12- I/O-Standard ist bei Spannungsversorgung, Kabelfolge und Farbcode geregelt. Auch für den RJ45 Netzwerk-Stecker gibt es bereits einen industriellen Ersatz. Der M12-8 „gekreuzt“ ist bereits Standard bis 10 GigE

Die Pinbelegung z.B. eines 3-Pol Aktor-Kabels ist definiert. I/O-Replikatoren machen den SPS Anschluss zum Kinderspiel.

Bildverarbeitung mit Maschinenbau

Bei den SmartCameras geht es eindeutig in Richtung der M12/M8 Verbindungen. Dies schafft eine direkte Kommunikation mit der Maschine und die Integration ist „schnell und sauber“. Ein Trend, der übrigens auch von vielen asiatischen Anbietern erkannt wurde. Es sieht also so aus, dass sich dieser M12 Standard auch hier weiter vorarbeitet. Es liegt auf der Hand: Vereinfachung in der Bildverarbeitung heißt sich Hardware-seitig in bestehende Standards einzufügen. Vereinfachung bedeutet die Anzahl der Signalwege/ Kabel zu reduzieren, bedeutet auch die Anzahl der Komponenten zu minimieren. Vereinfachung bedeutet die beteiligten Komponenten selbst miteinander sprechen zu lassen, auf Industriesignalniveau. Die Kamera soll direkt mit der SPS, Sensoren und Aktoren kommunizieren. So lassen sich böse Überraschungen mit unpräzisen Timings oder auch auf der Kostenseite vermeiden. Die SVS-Vistek „BlackLine – Serie“ bietet seit 5 Jahren das M12-12 für I/O´s und M12-8 für GigE-Daten an. In Verbindung mit einer hohen Schutzklasse bis IP67 steht hier eine robuste und industrielle Lösung zur Verfügung. Alle Kameras der SVS-Vistek arbeiten mit industriellen Spannungs- und I/O-Pegeln von 24V, kompatibel mit Maschinenbau Aktoren und Sensoren. Alle Kameras sind seit vielen Jahren mit der immer gleichen standardisierten Steckerbelegung ausgerüstet. Viele dieser Kameras haben I/O-Signalverarbeitung und LED FlashController bereits an Bord.

BlackLine mit M12-M12 Kabel an Phoenix Sensorbox, per Lichtschranke getriggerter LED Blitz

Fazit

Standards wie im Maschinenbau schaffen Akzeptanz und Effizienz. Die Bildverarbeitung muß sich hier integrieren, da ist noch ein Weg zu gehen. Hardware Sonderlösungen sind langfristig teuer und werden zukünftig abgelöst von schlanken, standardisierten Lösungen. Endkunden profitieren von einem optimalen langfristigen Investment, Systemintegratoren von schnell zu entwickelnden Lösungen mit vertrauten Standardbauteilen, die sie auch nach Jahren noch warten können – und die sie obendrein gut argumentieren und günstiger anbieten können. SVS-Vistek setzt diese Strategie seit Jahren erfolgreich um.

M12 auf M8 Terminal triggert und versorgt die EXO Kamera mit vier direkt angeschlossenen LED Beleuchtungen