Sélection du matériel : points essentiels à prendre en compte lors du choix des ordinateurs industriels
Dans les applications de vision industrielle, l'ordinateur industriel (IPC) sert d'appareil de calcul central, prenant en charge plusieurs tâches telles que le traitement d'images, l'analyse des données et le contrôle des équipements. Étant donné que la vision industrielle joue souvent un rôle crucial dans l'automatisation industrielle, le contrôle qualité et le contrôle précis, le choix de l'IPC influence directement les performances et la fiabilité du système.
Dans un système de vision industrielle, la partie acquisition d'images se compose principalement d'un ensemble comprenant une caméra industrielle, un objectif industriel et une source de lumière, tandis que la partie traitement d'images est assurée par un logiciel de traitement d'image. La carte d'acquisition peut être considérée comme l'interface entre la caméra industrielle (source vidéo) et l'ordinateur (logiciel). Les images capturées par la carte d'acquisition sont transmises à l'ordinateur ou à d'autres processeurs pour être traitées.
I. Scénarios et Exigences d'Application
Les systèmes de vision industrielle sont largement utilisés dans des domaines tels que l'automatisation industrielle, le contrôle qualité, le guidage robotique et la commande à haute précision. Dans ces domaines, le choix de l'ordinateur industriel (IPC) doit être déterminé en fonction des critères suivants :
1. Exigences en matière de traitement d'images
Les systèmes de vision industrielle doivent traiter efficacement de grandes quantités de données d'images, ce qui exige que l'IPC dispose de capacités de traitement puissantes.
2. Connectivité des appareils
Il est souvent nécessaire de connecter des appareils tels que des caméras, des capteurs et des automates programmables (PLC) via diverses interfaces. Par conséquent, l'ordinateur industriel (IPC) doit disposer d'interfaces d'entrée/sortie (I/O) suffisantes.
3. Adaptabilité environnementale
Dans les environnements industriels, les équipements de vision industrielle peuvent être exposés à des conditions difficiles telles que des températures élevées, de la poussière et des vibrations. En conséquence, l'IPC doit posséder des capacités élevées d'anti-interférence et une bonne adaptabilité environnementale.
II. Facteurs à prendre en compte lors du choix d'un IPC
Lors du choix d'un ordinateur industriel (IPC) adapté à la vision industrielle, les aspects suivants doivent être pris en compte :
1. Performance de traitement
Les systèmes de vision industrielle exigent généralement un traitement d'image en temps réel et des calculs intensifs, ce qui impose à l'IPC des capacités de calcul puissantes. Les options incluent la sélection de modèles équipés de processeurs performants (tels que les processeurs Intel Core i-series, Xeon) et de cartes graphiques (telles que les cartes d'accélération GPU NVIDIA) pour soutenir les tâches de traitement d'image.
2. Exigences en matière d'interfaces
La fréquence d'échantillonnage reflète la vitesse et les capacités du frame grabber dans le traitement des images. Lors de l'acquisition d'images, il faut prêter attention à savoir si la fréquence d'échantillonnage du frame grabber répond aux exigences.
3. Adaptabilité environnementale
Les systèmes de vision industrielle fonctionnent souvent dans des environnements relativement difficiles, comme les ateliers d'usine. L'ordinateur industriel (IPC) doit posséder des caractéristiques telles que la résistance aux chocs, l'étanchéité à la poussière, l'imperméabilité et un fonctionnement sur une large plage de températures.
4. Performances et stabilité en temps réel
La vision industrielle exige une réponse en temps réel aux signaux externes. Par conséquent, le système d'exploitation de l'ordinateur industriel (IPC) doit être capable de répondre à ces exigences en temps réel. Le choix d'un système d'exploitation temps réel (RTOS) ou d'un système d'exploitation embarqué permet d'assurer la rapidité et la précision du traitement des données.
5. Extensibilité
À mesure que les applications des systèmes de vision industrielle continuent de s'étendre, l'ordinateur industriel (IPC) doit disposer d'une bonne extensibilité, permettant facilement d'ajouter des disques durs, de la mémoire, des interfaces réseau, etc., afin de soutenir les mises à jour et l'optimisation des fonctions du système.
III. Comparaison des configurations matérielles des ordinateurs industriels (IPC)
Article |
Exigence concernant l'ordinateur industriel (IPC) |
Description |
Puissance de traitement |
Support puissant du processeur (CPU) et du processeur graphique (GPU) |
Il est nécessaire de choisir un calculateur industriel (IPC) équipé d'un processeur (CPU) performant (par exemple, Intel Core, Xeon) et prenant en charge un processeur graphique (GPU). |
Exigences relatives aux interfaces |
Support puissant du processeur (CPU) et du processeur graphique (GPU) |
Doit fournir des interfaces telles que USB, GigE, RS-232/485, Camera Link. |
Adaptabilité env. |
Antichoc, étanche à la poussière, étanche à l'eau, température large |
L'IPC nécessite un boîtier robuste capable de résister à des environnements difficiles tels que les variations de température, la poussière et les vibrations. |
Performance en temps réel |
Prise en charge d'un système d'exploitation temps réel (RTOS) ou d'un système embarqué |
Fournir un système d'exploitation prenant en charge le traitement des données en temps réel afin d'assurer un traitement d'image en temps réel. |
Élargissement |
Prise en charge de la conception modulaire et de l'expansion matérielle |
Permet l'ajout de mémoire supplémentaire, de disques durs, d'interfaces d'entrée/sortie pour une expansion système facilitée. |
Iv. Configurations matérielles typiques recommandées
Lors du choix d'un IPC pour des applications de vision par machine, voici plusieurs configurations matérielles typiques recommandées pour vous aider à sélectionner l'IPC approprié en fonction de besoins différents :
Scénario d'application |
Configuration matérielle recommandée |
Raison |
Traitement d'image haute précision |
Processeur haute performance (par exemple, Intel Core i7/i9) + GPU (par exemple, NVIDIA Jetson) |
Les processeurs et GPU performants accélèrent les tâches de traitement d'image, s'adaptant aux tâches de vision complexes. |
Surveillance multi-caméras synchro. |
Multi-interfaces (GigE, USB3.0), réseau haute vitesse |
Les multiples interfaces permettent l'acquisition et la transmission en temps réel des données provenant de plusieurs caméras, assurant une absence de latence. |
Fonctionnement dans des conditions difficiles |
Boîtier anti-chocs/anti-poussière, large plage de température (-20°C~60°C) |
Adapté aux environnements difficiles tels que température élevée, humidité, poussière ; garantit un fonctionnement stable sur le long terme. |
Exigences de l'informatique en périphérie |
Système embarqué hautes performances (par exemple, architecture ARM) |
Les tâches d'informatique en périphérie nécessitent une capacité de traitement local rapide afin de réduire la latence réseau. |
Contrôle d'automatisation industrielle |
Multiples interfaces d'entrée/sortie (par exemple, RS-232, bus CAN) |
L'ordinateur industriel (IPC) doit permettre l'accès et le contrôle de multiples appareils industriels, assurant ainsi une communication efficace entre les équipements. |
V. Je vous en prie. Synthèse et recommandations de sélection
Dans les applications de vision industrielle, le choix de l'ordinateur industriel (IPC) doit porter sur plusieurs aspects, notamment les performances de traitement, le support des interfaces, l'adaptabilité environnementale, les performances en temps réel et l'extensibilité. Un IPC approprié doit non seulement répondre aux besoins de traitement d'images efficace, mais aussi garantir un fonctionnement stable dans des environnements difficiles, tout en disposant d'une connectivité suffisante et d'un potentiel d'extension.
Recommandations de sélection :
1. Pour un traitement d'image haute précision et des tâches complexes, choisissez un ordinateur industriel (IPC) équipé d'un CPU et d'un GPU puissants.
2. Pour la surveillance par plusieurs caméras et en temps réel, l'IPC doit bénéficier d'un bon support réseau et d'interfaces variées.
3. Pour les applications dans des environnements difficiles, choisissez un IPC doté de fonctions anti-chocs, étanches, résistantes à la poussière et opérant sur une large plage de températures.
4. Pour les applications nécessitant le calcul en périphérie, choisissez un système embarqué ou un IPC compact pour un traitement rapide des données.