Výběr hardwaru: Klíčové aspekty při výběru průmyslových počítačů
V aplikacích průmyslového vidění průmyslový počítač (IPC) slouží jako jádrový výpočetní prvek, který zajišťuje více funkcí, jako je zpracování obrazu, analýza dat a řízení zařízení. Protože průmyslové vidění často hraje klíčovou roli v oblasti průmyslové automatizace, kontrolních procesech a přesného řízení, výběr IPC přímo ovlivňuje výkon a spolehlivost systému.
V systému průmyslového vidění se část pro získávání obrazu skládá především z průmyslové kamery, průmyslového objektivu a kombinace osvětlení, zatímco část pro zpracování obrazu je realizována pomocí softwaru pro zpracování obrazu. Zařízení pro záchyt obrazu (frame grabber) lze chápat jako rozhraní mezi průmyslovou kamerou (zdrojem videa) a počítačem (softwarem). Obrázky zachycené zařízením pro záchyt obrazu jsou dodávány do počítače nebo jiných procesorů pro zpracování.
I. Oblasti použití a požadavky
Systémy průmyslového vidění se široce používají v oblastech jako je průmyslová automatizace, kontrola kvality, navigace robotů a vysoce přesné řízení. V těchto oblastech je výběr průmyslového počítače (IPC) nutné určit na základě následujících bodů:
1. Požadavky na zpracování obrazu
Systémy průmyslového vidění musí efektivně zpracovávat velké množství obrazových dat, což vyžaduje, aby průmyslový počítač (IPC) disponoval výkonnými výpočetními kapacitami.
2. Připojení zařízení
Často je nutné připojit zařízení jako kamery, senzory a PLC prostřednictvím různých rozhraní. Proto průmyslový počítač (IPC) musí mít dostatečný počet vstupních/výstupních (I/O) rozhraní.
3. Přizpůsobitelnost prostředí
V průmyslovém prostředí mohou být zařízení pro průmyslové vidění vystavena náročným podmínkám, jako jsou vysoké teploty, prach a vibrace. V důsledku toho musí průmyslový počítač (IPC) disponovat silnou odolností proti rušení a schopností přizpůsobit se různým prostředím.
II. Faktory při výběru průmyslového počítače (IPC)
Při výběru vhodného průmyslového počítače (IPC) pro systém průmyslového vidění je třeba zvážit následující aspekty:
1. Výkon zpracování
Systémy strojového vidění obvykle vyžadují zpracování obrazu a výpočty v reálném čase, což vyžaduje, aby měl průmyslový počítač (IPC) výkonné výpočetní schopnosti. Možnosti zahrnují výběr modelů vybavených výkonnými procesory (např. Intel Core i-series, procesory Xeon) a grafickými kartami (např. akcelerační karty NVIDIA GPU) pro podporu úloh souvisejících se zpracováním obrazu.
2. Požadavky na rozhraní
Vzorkovací frekvence odráží rychlost a výkon snímací karty při zpracování obrazu. Při získávání obrazu je třeba věnovat pozornost tomu, zda vzorkovací frekvence snímací karty splňuje požadované parametry.
3. Přizpůsobitelnost prostředí
Systémy strojového vidění často pracují v relativně náročných prostředích, jako jsou výrobní dílny. Průmyslový počítač (IPC) musí mít proto schopnosti, jako je odolnost proti nárazům, prachu, vodě a provoz v rozšířeném teplotním rozsahu.
4. Reálný výkon a stabilita
Systémy strojového vidění vyžadují reakci na vnější signály v reálném čase. Proto operační systém průmyslového počítače (IPC) musí podporovat reálné požadavky. Výběr operačního systému v reálném čase (RTOS) nebo vestavěného operačního systému může zajistit rychlost a přesnost zpracování dat.
5. Rozšiřitelnost
S rozšiřováním aplikací systémů pro strojové vidění musí mít průmyslový počítač (IPC) dobrou rozšiřitelnost, což umožňuje snadné přidávání pevných disků, pamětí, síťových rozhraní atd., které podporují aktualizace a optimalizaci systémových funkcí.
III. Porovnání konfigurací hardwaru průmyslového počítače (IPC)
Položka |
Požadavek na IPC |
Popis |
Výpočetní výkon |
Podpora výkonného procesoru a grafické karty |
Je třeba vybrat IPC s vysokým výkonem procesoru (např. Intel Core, Xeon) a podporou grafické karty. |
Potřeba rozhraní |
Podpora výkonného procesoru a grafické karty |
Je třeba poskytnout rozhraní jako USB, GigE, RS-232/485, Camera Link. |
Přizpůsobení prostředí |
Odolný proti nárazům, prachu, vodě, širokému teplotnímu rozsahu. |
IPC potřebuje odolnou skříň, která vydrží náročné podmínky, jako jsou kolísání teplot, prach a vibrace. |
Reálné výkony |
Podpora RTOS nebo embedded OS |
Zajistěte OS podporující zpracování dat v reálném čase pro zajištění zpracování obrazu v reálném čase. |
Rozšiřitelnost |
Podpora modulárního návrhu a rozšíření hardwaru |
Podpora přidání paměti, pevných disků, I/O rozhraní pro pohodlnou expanzi systému. |
Iv. Doporučené typické konfigurace hardware
Při výběru průmyslového počítače pro aplikace strojového vidění jsou níže uvedeny několik doporučených typických konfigurací hardwaru, které vám pomohou vybrat vhodný průmyslový počítač na základě různých potřeb:
Aplikační scénář |
Doporučená konfigurace hardware |
Důvod |
Vysokopřesné zpracování obrazu |
Výkonný procesor (např. Intel Core i7/i9) + GPU (např. NVIDIA Jetson) |
Výkonné procesory a GPU urychlují úlohy zpracování obrazu a přizpůsobují se složitým úlohám počítačového vidění. |
Synchronizace více kamer, monitorování |
Více rozhraní (GigE, USB3.0), vysokorychlostní síť |
Různorodá rozhraní podporují sběr a přenos dat ve reálném čase z více kamer současně, zajišťují bezprodlení. |
Provoz v náročném prostředí |
Odolný proti nárazům/prachu, široké teplotní rozmezí (-20°C~60°C) |
Uplatnění v náročném prostředí jako vysoká teplota, vlhkost, prach; zaručuje dlouhodobý stabilní provoz. |
Potřeba edge computingu |
Výkonný vestavěný systém (např. ARM architektura) |
Úlohy edge computingu vyžadují rychlou lokální výpočetní kapacitu pro snížení latence sítě. |
Řízení průmyslové automatizace |
Více rozhraní I/O (např. RS-232, CAN bus) |
IPC musí podporovat přístup a řízení více průmyslových zařízení a zajistit efektivní komunikaci mezi zařízeními. |
V. Shrnutí a doporučení pro výběr
Při výběru IPC pro aplikace strojového vidění je třeba se zaměřit na víceero aspekty, včetně výkonu procesoru, podpory rozhraní, přizpůsobitelnosti prostředí, reálného času a rozšiřitelnosti. vhodný průmyslový počítač musí nejen splňovat požadavky na efektivní zpracování obrazu, ale také zajistit stabilní provoz v náročných podmínkách a mít dostatečnou konektivitu a rozšiřovací potenciál.
Doporučení pro výběr:
1. Pro vysokopřesné zpracování obrazu a složité úlohy vyberte IPC s výkonným procesorem a grafickým čipem.
2. Pro více kamer a sledování v reálném čase musí IPC disponovat bohatou podporou sítě a rozhraní.
3. Pro aplikace v náročném prostředí vyberte průmyslový počítač (IPC) se silnou odolností proti nárazům, prachu, vodě a s podporou širokého teplotního rozsahu.
4. Pro aplikace vyžadující edge computing vyberte vestavěný systém nebo kompaktní průmyslový počítač (IPC) k dosažení rychlého zpracování dat.