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Kommunikation mit der Anlage

In den meisten Fällen wird die Bildverarbeitung eng mit der Produktionsanlage gekoppelt. Die Auswertungsergebnisse werden direkt an die Anlagensteuerung zurückgegeben, damit darauf entsprechend reagiert werden kann.

Um eine optimale Integration des Systems in die Anlagenkommunikation zu gewährleisten, muss bereits bei der Auslegung darauf geachtet werden, dass die erforderlichen Kommunikationsschnittstellen vorhanden sind

Digitale Ein- und Ausgänge

Die Kommunikation über digitale I/Os ist der einfachste Weg, ein System in die Anlage zu integrieren. Durch einfaches Umschalten der digitalen Ein- und Ausgänge können unterschiedliche Inspektionsalgorithmen ausgewählt werden, sowie die Inspektion ausgelöst, IO/NIO-Ergebnisse weitergegeben und sogar Ausschleusesysteme direkt gesteuert werden.

Direkte Anbindung an eine SPS oder andere Controller

Bei vielen industriellen Anwendungen ist es nicht ausreichend, das Bildverarbeitungssystem zu triggern und anschließend IO/NIO-Signale auszugeben. Komplexere Bildverarbeitungssysteme werden umfassend in die Anlagenumgebung integriert und müssen in der Lage sein, über vielfältige Schnittstellen (z.B. Ethernet, serielle Schnittstelle) bidirektional zu kommunizieren. Prozessparameter, Prüftoleranzen und Typauswahl müssen zur Systemkonfiguration empfangen werden. Bauteilkoordinaten, Messwerte, komplexe Prüfprotokolle, Statistiken und Fehlerbilder müssen vom Bildverarbeitungssystem zu Steuerungen und Controllern gesendet werden.

Moderne Bildverarbeitungssysteme stellen dazu fertige Treiberbausteine zum Datenaustausch bereit. Neben dem für Rechnersysteme klassischen TCP/IP-Protokoll werden je nach Bildverarbeitungssystem auch industrielle Protokolle wie Modbus, ProfiNet, Ethernet/IP und andere verwendet.

Mit diesen Protokollen kann ein Datenaustausch mit verschiedenen industriellen Geräten in einem Netzwerk erfolgen. Weitere Schnittstellen wie Profibus, DeviceNet etc., die nicht auf dem Ethernet-Protokoll aufsetzen, werden oftmals mit Hilfe von Zusatzmodulen und Einsteckkarten von Drittanbietern realisiert und stehen so ebenfalls für die Kommunikation zur Verfügung.

Industrielle Vernetzung

In den letzten Jahren hat die Vernetzung von Fabriksystemen unter dem Überbegriff Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things (IIoT) deutlich zugenommen. Dazu sind gemeinsame Kommunikationssysteme für eine breite Palette von industriellen Geräten und Systemen erforderlich. Der OPC-UA-Standard deckt hierbei viele Anforderungen ab, nachdem OPC ursprünglich eine reine Microsoft-Schnittstelle war, die in industriellen Teilsystemen eingesetzt wurde, ist OPC UA plattformunabhängig und hat eine breite Branchenakzeptanz. Der Standard beinhaltet Client/Server- und Publish/Subscribe-Funktionalität mit Verschlüsselung und Zugriffskontrolle über ein IP-Netzwerk.

Der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) hat im Juni 2018 die branchenspezifische OPC UA Companion Specifications für Robotik und Bildverarbeitungssysteme (kurz OPC UA Vision) veröffentlicht, um eine gemeinsame OPC-UA-Schnittstelle für alle Arten von Bildverarbeitungssystemen zu ermöglichen.

Benutzerschnittstellen

Je nach Einsatzzweck benötigen Systeme eine Benutzerschnittstelle (HMI, Human Machine Interface) für den Maschinenführer, um die Überwachung der Ergebnisse im laufenden Betrieb, die Umschaltung von Prüfprogrammen und das dynamische Anpassen von Schwellwerten zu ermöglichen. Dabei kommt es darauf an, dass diese Benutzerschnittstelle einfach zu bedienen ist, nur die gewünschten Eingaben erlaubt und eine Fehlbedienung weitestgehend ausschließt.

Dafür ist die eigentliche Programmierschnittstelle aufgrund ihrer Komplexität in einigen Fällen ungeeignet. Es besteht stattdessen die Möglichkeit, nur reduzierte Oberflächen anzuzeigen. In diesem Zusammenhang lassen sich auch die Zugriffsrechte des einzelnen Anwenders begrenzen. Es besteht sogar die Möglichkeit einer anwenderspezifischen Protokollierung von Änderungen der Systemkonfiguration, wie dies von Standards wie beispielsweise 21 CFR gefordert wird.