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Industrielle Automation 5/2016

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Industrielle Automation 5/2016

Mit HIGH SPEED in eine

Mit HIGH SPEED in eine zukunftssichere Ära Mirko Benz ist Produktmanager im Vision Competence Center bei Baumer Modernisierte Kamera-Schnittstelle Camera Link zeigt sich hochflexibel und integrationsfähig Mirko Benz Camera Link ist seit der Veröffentlichung im Jahr 2000 die dominierende Standardschnittstelle für Applikationen, die eine sehr hohe Auflösung und Bildrate erfordern. Neuere Standards, wie GigE Vision und USB3 Vision, zeichnen sich jedoch durch mehr Flexibilität und eine einfachere Integration aus. Wir stellen Ihnen eine Kameraserie vor, die diese Flexibilität und Integrationsfähigkeit auf Camera Link übertragen. Das macht die Schnittstelle auch für neue Applikationen zukunftssicher. Camera Link nutzt eine Punkt-zu-Punkt Verbindung zwischen Kamera und PC und erfordert einen Framegrabber. Durch diese Architektur ist die Kommunikation sehr deterministisch und robust. In vier Varianten (Base, Medium, Full und Eighty- Bit) können maximal 10 Pixel mit 8 bit bei 85 MHz übertragen werden. Daraus resultiert eine hohe Bandbreite von bis zu 850 MB/s – und das bei geringer Komplexität und sehr einfacher Umsetzbarkeit. Im Gegensatz zu modernen Standards sind Lokalisierung und Parametrierung einer Kamera jedoch nicht eingeschlossen – es wird lediglich eine RS232-Schnittstelle zur Kommunikation definiert. Das darüber liegende Protokoll ist herstellerspezifisch umgesetzt und die Kameraregister müssen direkt programmiert werden. Das ist vor allem bei komplexen Funktionen sehr aufwändig und fehleranfällig. Erweiterte Zustandsinformationen sind ebenfalls nicht definiert und für die Integration müssen sowohl Tools und Software Development Kits (SDK) des Kameraherstellers als auch des Framegrabber-Herstellers eingebunden werden. Verpflichtende Kompatibilitätstests wie bei GigE Vision oder USB3 Vision sind nicht festgeschrieben. Als Konsequenz sind die Einbindung und der Support von Camera Link häufig deutlich aufwändiger. Mit neuen Funktionen verringern die neuen LXC-Kameras von Baumer Anwendern den Integrationsaufwand. Einfache Integration dank GenICam Die aktuell gültige Camera Link Version 2.0 beinhaltet keine Unterstützung für ein Kontrollprotokoll. GenICam (Generic Interface for Cameras) bietet deswegen eine Erweiterung für Camera Link an. Kernkomponente dafür ist eine CLProtocol DLL (Dynamic Link Library), die vom Kamerahersteller mitgeliefert wird und das Herstellerprotokoll GenICam konform umsetzt. Integriert in das SDK des Framegrabbers ermöglicht es die Parametrierung der Kamera und den Bildeinzug mit einer Softwareumgebung. In der Praxis ist dieser Ansatz jedoch aufwän- dig, da Softwarekomponenten mehrerer Hersteller eingebunden und viele Betriebssystemversionen unterstützt werden müssen. Um diesen Mehraufwand zu eliminieren, wurde mit GenCP (Generic Control Protocol) ein neues Konfigurationsprotokoll standardisiert. Dies wird von Baumer für die neuen Camera Link Modelle der LX- Serie eingesetzt, um die Einbindung für den Anwender so einfach wie möglich zu gestalten. Für die Integration der Kameras muss danach unterschieden werden, ob der Framegrabber bereits GenCP unterstützt oder nicht. Falls nicht, können alle Einstellungen der Kamera über ein komfortables Konfigurationstool vorgenommen werden. Die anschließende Einbindung in die Kundenapplikation erfolgt auf Basis der GenI- Cam Referenzimplementierung. Zur einfachen Integration lässt sich bei den LXC-Modellen zusätzlich der Camera Link Takt flexibel zwischen 40 MHz und 01 Framegrabber mit GenCP-Unterstützung ermöglichen die Parametrierung der Kamera direkt im SDK des Framegrabber-Herstellers 58 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016

85 MHz einstellen. Anwender profitieren so wahlweise von einer kurzen Latenz oder von längeren Kabeln bei reduzierter Bildrate. Des Weiteren können mit der Unterstützung des EightyBit Modes sehr hohe Bildraten oder eine bessere Genauigkeit durch Nutzung von 10 Bit je Pixel erzielt werden. Die integrierte PoCL (Power over Camera Link) Option ermöglicht außerdem die Stromversorgung direkt über den Framegrabber. Das reduziert nicht nur die Anzahl eingesetzter Kabel, sondern spart auch Integrationskosten und Wartungsaufwand. Fehler schnell erkennen Im Gegensatz zu GigE Vision bietet Camera Link bisher nur eingeschränkte Analysemöglichkeiten. Mit den LXC-Kameras lassen sich jedoch erstmals auch Kamera-Events und Statusinformationen nutzen, wie Trigger oder Sensor Exposure Status. Insbesondere bei der Einbindung können so Fehlersituationen schnell diagnostiziert werden. Auch zum Erkennen oder Beheben von Fehlern bei der Datenübertragung sieht der Camera Link Standard keine Mechanismen vor. Werden Kameras für Anwendungen mit hohem Pixeltakt und längeren Kabel oder für Robotik-Applikationen eingesetzt, ist dies jedoch durchaus von Bedeutung. Um Übertragungsfehler zu erkennen, wurde daher bei den LXC-Kameras in Anlehnung an GigE Vision eine Prüfsumme über die Daten im Bild eingefügt. Sie ermöglicht dem Anwender, die Datenintegrität in der Software zu prüfen, ohne Änderungen am Framegrabber vornehmen zu müssen – und das auch im Betrieb, um fehlerhafte Auswertungen zu vermeiden. Kabel mit bis zu 15 m wurden dabei erfolgreich getestet. Camera Link zukunftsfähig ausgerichtet Aufgrund der hohen Bandbreite und langjährigen Verfügbarkeit hat Camera Link heute einen signifikanten Marktanteil. Nach wie vor werden zudem zahlreiche neue Komponenten für diese Schnittstelle realisiert. Die Nutzung des GenCP-Protokolls vereinfacht die Kameraintegration wesentlich und reduziert die Integrationszeit. Außerdem stehen erweiterte Möglichkeiten zur einfachen Kontrolle des Kamerastatus sowie zur Überprüfung der Datenintegrität bereit. So ermöglichen die LXC-Kameras eine hohe Zuverlässigkeit des Bildverarbeitungssystems. Dank Auflösungen von 2 bis 25 Megapixel und Bildraten bis 337 Bilder/s erkennen sie bei Inspektionsaufgaben feinste Details auch bei hohem Durchsatz. Auf Basis moderner Global Shutter CMOS-Sensoren erzielen sie eine äußerst gute Bildqualität mit ausgezeichneter Empfindlichkeit. Damit eignen sich die Kameras hervorragend für anspruchsvolle Anwendungen in der Halbleiter- und Elektronikfertigung, der Messtechnik sowie für die Laborautomation. www.baumer.com 02 Die LXC-Kameras verfügen über eine Auflösung von 2 bis 25 Megapixel und bieten Bildraten bis 337 Bilder/s; damit erkennen sie feinste Details auch bei hohem Durchsatz Unvergleichlich. Die neue HF­12M Serie Besuchen Sie uns in Stuttgart VISION, 8.-10. November 2016 Halle 1 Stand H15 Die derzeit kleinsten Objektive für Kameras mit 2.1 µm Pixel Pitch Trotz des hohen Auflösungsvermögens überraschen die Objektive mit sehr kleiner Bauform. Mit einem Außendurchmesser von nur 33 mm bietet die neue Serie die derzeit kleinsten Objektive auf dem Markt im Vergleich zu anderen Objektiven mit ähnlichem Auflösungsvermögen. Mehr auf www.fujifilm.eu/fujinon Fujinon. Mehr sehen. Mehr wissen.

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