Selectie van hardware: Belangrijke overwegingen bij de keuze van industriële pc's
In machinevisie-applicaties fungeert de industriële pc (IPC) als het kernrekenapparaat en voert het meerdere taken uit, zoals beeldverwerking, data-analyse en apparaatbesturing. Aangezien machinevisie vaak een cruciale rol speelt in industriële automatisering, kwaliteitsinspectie en precisiebesturing, heeft de keuze van de IPC een directe invloed op de prestaties en betrouwbaarheid van het systeem.
In een machines visie systeem bestaat het beeldacquisitiegedeelte voornamelijk uit een industriële camera, een industriële lens en een lichtbroncombinatie, terwijl het beeldverwerkingsgedeelte wordt uitgevoerd door beeldverwerkingssoftware. De frame grabber kan worden gezien als de interface tussen de industriële camera (videosignaalbron) en de computer (software). De beelden die door de frame grabber worden gecapt, worden aan de computer of andere processoren geleverd voor verdere verwerking.
I. Toepassingsscenario's en vereisten
Machines visie systemen worden breed toegepast in domeinen zoals industriële automatisering, kwaliteitscontrole, robotnavigatie en hoogwaardige precisiebesturing. In deze domeinen moet de keuze van de IPC worden bepaald aan de hand van de volgende punten:
1. Beeldverwerkingsvereisten
Machines visie systemen moeten grote hoeveelheden beelddata efficiënt kunnen verwerken, wat vereist dat de IPC beschikt over krachtige verwerkingscapaciteit.
2. Apparaatconnectiviteit
Het is vaak nodig om apparaten zoals camera's, sensoren en PLC's via verschillende interfaces te verbinden. Daarom moet de IPC beschikken over voldoende input/output (I/O) interfaces.
3. Milieuanpassing
In industriële omgevingen kunnen machinevisiesystemen worden blootgesteld aan extreme omstandigheden zoals hoge temperaturen, stof en trillingen. Bijgevolg moet de IPC beschikken over sterke antistoorcapaciteiten en milieubescherming.
II. Factoren die bij de keuze van een IPC worden overwogen
Bij de keuze van een geschikte IPC voor machinevisie, moeten de volgende aspecten worden overwogen:
1. Verwerkingsprestaties
Machinevisiesystemen vereisen doorgaans realtime beeldverwerking en berekening, waarbij de IPC krachtige rekenkracht moet hebben. Mogelijkheden zijn modellen met high-end CPU's (zoals Intel Core i-serie, Xeon-processors) en GPU's (zoals NVIDIA GPU acceleratiekaarten) kiezen om beeldverwerkingsopdrachten te ondersteunen.
2. Interfacevereisten
De bemonsteringsfrequentie geeft de snelheid en capaciteit van de framegrabber bij het verwerken van beelden weer. Tijdens het verkrijgen van beelden moet gelet worden op of de bemonsteringsfrequentie van de framegrabber voldoet aan de eisen.
3. Milieuanpassing
Systeemvisie installaties werken vaak in relatief zware omgevingen zoals fabriekswerkplaatsen. De IPC moet eigenschappen bezitten zoals schokbestendigheid, stofdichtheid, waterdichtheid en breed temperatuurbereik.
4. Realtime prestaties en stabiliteit
Systeemvisie vereist een realtime reactie op externe signalen. Daarom moet het besturingssysteem van de IPC voldoen aan realtime-eisen. Het kiezen van een realtime besturingssysteem (RTOS) of een ingebed besturingssysteem kan waarborgen dat de verwerking van gegevens tijdig en nauwkeurig gebeurt.
5. Uitbreidbaarheid
Naarmate de toepassingen van systeemvisies zich blijven uitbreiden, moet de IPC over goede uitbreidbaarheid beschikken, zodat gemakkelijk harde schijven, geheugen, netwerkinterfaces, enz. kunnen worden toegevoegd om systeemfunctie-upgrades en optimalisatie te ondersteunen.
III. Vergelijking van IPC hardwareconfiguraties
Artikel |
IPC-vereiste |
Beschrijving |
Verwerkingskracht |
Krachtige CPU- en GPU-ondersteuning |
Moet een IPC kiezen met krachtige CPU (bijvoorbeeld Intel Core, Xeon) en GPU-ondersteuning. |
Interfacebehoefte |
Krachtige CPU- en GPU-ondersteuning |
Moet interfaces bieden zoals USB, GigE, RS-232/485, Camera Link. |
Omgev. Aanpasbaarheid |
Stootbestendig, stofdicht, waterdicht, breed temperatuurbereik |
IPC heeft een robuust behuizing nodig die bestand is tegen extreme omgevingen zoals temperatuurschommelingen, stof en trillingen. |
Echtijdprestaties |
Ondersteuning voor RTOS of embedded OS |
Bied een besturingssysteem dat echtijdige dataprocessing ondersteunt om echtijdige beeldbewerking te garanderen. |
Uitbreidbaarheid |
Ondersteun modulair ontwerp & hardwareuitbreiding |
Ondersteun de toevoeging van extra geheugen, harde schijven, I/O-interfaces voor handige systeemuitbreiding. |
IV. Aanbevolen typische hardwareconfiguraties
Bij de keuze van een IPC voor machinevisie-applicaties zijn hieronder enkele aanbevolen typische hardwareconfiguraties om u te helpen de juiste IPC te kiezen op basis van verschillende behoeften:
Toepassingscontext |
Aanbevolen hardwareconfiguratie |
Reden |
Hoogwaardige beeldbewerking |
Hoogpresterende CPU (bijv. Intel Core i7/i9) + GPU (bijv. NVIDIA Jetson) |
Hoogwaardige processoren en GPU versnellen beeldbewerkingsopdrachten en passen zich aan complexe visietaak. |
Meervoudige camera synchronisatie |
Meerdere interfaces (GigE, USB3.0), hoogwaardige netwerksnelheid |
Meerdere interfaces ondersteunen real-time gegevensacquisitie en -transmissie van meerdere camera's, zodat geen vertraging ontstaat. |
Gebruik in extreme omstandigheden |
Stoot-/stofbestendige behuizing, breed temperatuurbereik (-20°C~60°C) |
Geschikt voor extreme omgevingen zoals hoge temperatuur, vochtigheid, stof; waarborgt langdurige stabiele werking. |
Edge Computing Behoeften |
Hoogwaardig ingebed systeem (bijv. ARM-architectuur) |
Edge computing-taken vereisen snelle lokale verwerkingscapaciteit om netwerkvertraging te verminderen. |
Ind. Automatiseringsbesturing |
Meerdere I/O-interfaces (bijv. RS-232, CAN-bus) |
IPC moet toegang en besturing van meerdere industriële apparaten ondersteunen en efficiënte communicatie tussen apparatuur waarborgen. |
V. Samenvatting en Selectie Aanbevelingen
Bij machinevisie-applicaties moet de IPC-selectie zich richten op meerdere aspecten, waaronder verwerkingsprestaties, interfaceondersteuning, omgevingsadaptiviteit, real-time prestaties en uitbreidbaarheid. Een geschikte IPC moet niet alleen voldoen aan de behoeften van efficiënte beeldverwerking, maar ook een stabiele werking garanderen in extreme omgevingen en beschikken over voldoende connectiviteit en uitbreidingsmogelijkheden.
Selectie Aanbevelingen:
1. Voor high-precision image processing en complexe taken, kies een IPC met een krachtige CPU en GPU.
2. Voor meerdere camera's en real-time monitoring, moet de IPC rijke netwerk- en interfaceondersteuning bieden.
3. Voor toepassingen in ruige omgevingen, kies een IPC met schokbestendigheid, stofbestendigheid, waterbestendigheid en ondersteuning van een breed temperatuurbereik.
4. Voor toepassingen die edge computing vereisen, kies een embedded systeem of compacte IPC om snelle gegevensverwerking te realiseren.