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Industrielle Automation 2/2015

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Industrielle Automation 2/2015

STEUERN UND ANTREIBEN

STEUERN UND ANTREIBEN Vielseitige Industrie-PCs LIVE@ Die neue Box-PC-Generation bietet Bildverarbeitungslösungen nach Maß Alternativen sind keine Optionen 01 Dank Einschubmodul haben weitere Systemkomponenten Platz Eric Biank In einer wirtschaftlichen Automatisierung nimmt die industrielle Bild - ver arbeitung eine Schlüsselrolle ein. Doch während Anwender bisher Kompromisse bei der Wahl der Recheneinheit eingehen mussten, bietet die neue Generation industrieller Box-PCs flexible Erweiterungsoptionen. Sprecher des Branchenverbandes VDMA Fachabteilung Industrielle Bildverarbeitung brachten im Umfeld der letztjährigen Messe Vision die Schlüsselrolle der Bildverarbeitung in der Produktion auf den Punkt: „Qualitätsprüfung im Fertigungstakt, Vollständigkeitsprüfung im Produktionsablauf, Prozesssicherheit in der Produktion – ohne Bildverarbeitung wären die steigenden Anforderungen in einer modernen Produktion schwer zu meistern.“ Die Aufbereitung und Interpretation der aufgenommenen Bild - daten erlaubt Fortschritt und potenzielle Eric Biank ist Produktmanager Embedded Systeme bei Spectra in Reutlingen Fehler im Fertigungsprozess frühzeitig zu erkennen, um korrigierend einzugreifen. Mit diesen Eigenschaften zählen Systeme zur industriellen Bildverarbeitung fraglos zu den Eckpfeilern des wirtschaftlichen Automatisierens. Die Integration in unterschiedlichste Produktionssysteme und Fertigungslinien führt zwangsläufig zu wachsenden Anforderungen an die Systeme selbst. Sämtliche Komponenten einer Lösung – Kameras, Frame Grabber, Beleuchtungssysteme, Optiken, Software und Hardware – müssen sich problemlos für die Bedürfnisse des konkreten Anwendungsfalls individuell zusammenstellen und konfektionieren lassen. Gleichzeitigt verlangt das Gebot der Wirtschaftlichkeit ein Höchstmaß an Standardisierung. Im Falle der Hardware versperrte bislang das technische Leistungsvermögen der verfügbaren Bauteile den Weg zu einer anpassungsfähigen universellen Rechner-Plattform. Aus diesem Grund etablierten sich mit dem Box PC und dem 19"-Rack-PC zwei grundlegende Bauformen für Industrie-PCs (IPC), um den unterschiedlichen Einsatzbereichen der Bildverarbeitungssysteme Rechnung zu tragen. Beide Bauformen verfügen über individuelle Stärken und Schwächen. So ist die Box-PC Architektur für den Einsatz in rauen Betriebsumgebungen geeignet und lässt sich mit ihren kompakten Maßen dicht an den Anlagen montieren. Abstriche muss man allerdings in Bezug auf Rechenleistung und Ausbau-Möglichkeiten machen. Der 19"-Formfaktor kann in dieser Hinsicht mit hohen Leistungsdaten, üppiger Ausstattung und verbesserten Ausfallschutz durch Redundanz punkten. Andererseits führt die Rack-Aufstellung zu zusätzlichem Platzbedarf und erhöhtem Aufwand in der Verkabelung zur Anbindung der Maschinen oder Messsystemen. Optimal war keine der beiden Alternativen. Denn in ihrer Suche nach einer maßgeschneiderten Lösung waren Unternehmen in Sachen Hardware meist zu Kompromissen gezwungen, wie sich anhand der folgenden Fallszenarien aufzeigen lässt. Für die berührungslose Kontrolle einer Fertigungslinie oder Brückenkonstruktion müssen z. B. 16 Industriekamera-Systeme und Scanner integriert und gesteuert werden. Vor Ort herrschen zudem erhebliche mechanische und/oder thermische Belastungen. Diese Umweltbedingungen machen eigentlich den Box-PC zum perfekten Kandidaten für die Recheneinheit des Bildverarbeitungssystems. In der höchsten Ausbaustufe kann er allerdings nur Inter- 28 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2015

STEUERN UND ANTREIBEN faces für zwölf Kameras bieten. Was bleibt, sind die Alternativen, mehrere Box-PCs i nklusive übergeordneter Steuerung einzuführen oder eigens einen 19"-Schaltschrank einzurichten. Eine optimale Wahl stellt keiner der beiden Lösungswege dar – gerade mit Blick auf den Aufwand und die Kosten für den Betrieb. Dem ersten Szenario mangelt es an Leistungs- und Ausbau-Reserven. Im zweiten schlagen eine gewisse Überdimensionierung und der kostspielige Mehraufwand für Platz, Verkabelung oder bei Umzügen negativ zu Buche. Kompakt und leistungsstark Die neue Generation industrieller Box-PCs von Spectra macht die ungeliebte Kompromisssuche für viele Anwendungsszenarien nun überflüssig. Sie stellt mit ihren flexiblen Erweiterungsoptionen eine gute Kombination der Kompaktheit des Mini-PCs und des Leistungsvermögens der 19"-IPC-Klasse dar. Es stehen drei Gehäuse mit unterschiedlichen Box-Höhen (85,8 bis 126 mm) zur Auswahl. Das höchste Gehäuse (H×B×T) 126 × 227 × 261 mm) der PowerBox 3000- Reihe bietet Raum für ein optionales Einschubmodul mit zwei PCI/PCIe-Steckkarten. Über eine Mini-PCIe-Karte auf der Oberseite der Hauptplatine lässt sich ein WiFi/3G/GPS-Betrieb realisieren. Zusätzlich erhöhen zwei weitere Mini-PCIe-Steckplätze die potenzielle Zahl der Schnittstellen/Feldbusse. Daneben lässt sich ein WiFi/3G/GPS-Betrieb oder ähnliches über eine Mini-PCIe-Karte auf der Oberseite der Hauptplatine realisieren. Zwei weitere Mini-PCIe-Steckplätze erhöhen zusätzlich die potenziell unterstützten Interfaces. Diese Ausbau- und Erweiterungsoptionen erlauben die Zahl der freien USB-Anschlüsse der PowerBox ohne großen Aufwand von standardmäßig acht (4 × USB 2.0, 4 ×USB 3.0) auf bis zu 20 auszubauen. Außerdem lassen sich optional vier PoE-Ports (Power over Ethernet) konfektionieren, um bei Bedarf IP-Kameras oder Scanner auf einem Kabel neben dem Datenaustausch gleichzeitig mit Energie zu versorgen. Der Aufbau der neuen BoxPC-Generation ist darauf ausgerichtet, Aufwand und Kosten während der gesamten Betriebsphase möglichst niedrig zu halten. Bereits die Wahl der CPU-Prozessortechnologie verdeutlicht dieses Design-Prinzip. So ist in der PowerBox bspw. die 4. Generation der Intel Core Prozessoren i3/i5/i7 (Haswell) verbaut. Diese Wahl bietet im Vergleich zu der üblicherweise genutzten mobilen Haswell-Reihe zum einem eine höhere Performance. Zum anderen zahlt sie sich in einem komfortableren Ersatzteilhandling aus, da die CPU nicht mit dem Mainboard fest verlötet ist. Der Prozessor kann also problemlos weitergenutzt werden, wenn z. B. der Defekt einer Anschlussbuchse den Kartenaustausch notwendig macht. Der kabellose Aufbau des Grundgerätes verkleinert nicht nur die Gefahr des Ausfalls durch gelöste Kabel. Er ermöglicht auch den bequemen Aus- oder Umbau, da zusätzliche Karten für die Einbindung weiterer Kameras o. ä. weitgehend nur gesteckt werden müssen. Neben der flexiblen Konfektion erleichtert die gute Zugänglichkeit der Komponenten die Wartbarkeit. Dazu zählt, dass die CMOS-Batterie, die SIM-Karte 02 Die CMOS-Batterie kann von außen gewechselt werden und bietet so optimale Wartungsmöglichkeiten 03 Die Intel-Prozessoren der Desktop- Haswell-Reihe sind nicht mit der Platine verlötet und damit skalierbar oder eines der beiden 2,5"-Laufwerke ohne Öffnen des Gehäuses über eine Service- Blende austauschbar sind. www.spectra.de Your Global Automation Partner Unübertroffen! Höchste Schaltabstände und Faktor 1 Neue Technologie ermöglicht höchste Schaltabstände aller induktiven Sensoren weltweit – Faktor 1 inklusive Erstmals Faktor-1-Sensoren in ultrakompakten Bauformen Ø 4 mm Glattrohr sowie M5 verfügbar Sicherer Betrieb durch vollbündigen Einbau, Schweißfestigkeit und Reichweiten bis zu 10 mm Hannover Messe Wir sind für Sie da! Halle 9, Stand H55 www.turck.de/uprox3