GigE Vision®完整解決方案采用合適的系統(tǒng)組件

      今天，專業(yè)的圖像處理系統(tǒng)提高了許多制造過程中的產(chǎn)品質(zhì)量。在此方面，現(xiàn)代化系統(tǒng)并不只是簡單地承擔質(zhì)量檢查任務，它還常常用來實現(xiàn)高效工藝步驟的可視化并對復雜程度極高的過程進行可視化控制。例如，在機器人應用中，相機提供精確定位所需要的圖像；在傳送帶應用中，必須對各種物體進行識別和分類。不論圖像系統(tǒng)用于何種用途，它們都必須滿足工業(yè)環(huán)境的苛刻要求。很久以來，圖像處理系統(tǒng)都僅僅由一個相機和一個用于圖像數(shù)據(jù)處理的計算單元組成。為此，堡盟成為第一家可提供全部GigE組件的相機制造商，從而確保GigE相機能夠成功地集成在工業(yè)環(huán)境中。

GigE可用作工業(yè)接口

      Gigabit千兆以太網(wǎng)已經(jīng)成為一種被廣泛采用的圖像處理接口，特別是在工業(yè)環(huán)境下。這主要是因為該解決方案擁有長達100米超長電纜、簡單的多相機系統(tǒng)布置以及較低的系統(tǒng)成本。另外，與GigE Vision®兼容的數(shù)字相機還具有一個明顯優(yōu)勢，即重要信息也可以通過頭部的網(wǎng)絡電纜進行傳輸。例如，這些信息包含了用于及時確定圖像采集精確時間點所需要的時間標識。堡盟GigE相機另一個非常有用的功能是序列發(fā)生器，它能夠以不同的設置對圖像序列進行定義。在此過程中，系統(tǒng)自動采集圖像系列，并且無需與PC機進行其它通信。對于某些要求高速圖像序列具有不同的增益、曝光時間、照明條件等設置的應用而言，例如瓶子檢測，那么此功能是非常有用的。堡盟提供通用編程接口Baumer-GAPI，用來將相機軟件方便地集成到多種應用中。特別是對于GigE相機，過濾器驅(qū)動程序確保CPU的負載最小，從而節(jié)約資源以用于后續(xù)圖像處理。

標準配置與改進型以太網(wǎng)供電配置之比較

適合最苛刻工業(yè)環(huán)境的相機

      通常情況下，工業(yè)環(huán)境下的相機系統(tǒng)對所用設備的要求極高。對于這些環(huán)境，相機需要集成在能夠承受水汽及灰塵影響的專用防護外殼中。這些防護外殼常常必須專門制造，或者根據(jù)所用相機進行改裝。專業(yè)從事工業(yè)圖像處理組件生產(chǎn)的堡盟公司開發(fā)出了具備此防護功能的GigE相機。在此方面，IP67相機不僅保護相機組件，同時還保護用戶根據(jù)具體應用選擇的C-mount鏡頭。外殼可以采用陽極化鋁制造，另外亦提供食品工業(yè)專用的不銹鋼型號。安裝在小巧外殼中的相機不僅大大節(jié)省了空間，而且降低了整個系統(tǒng)的成本。

采用以太網(wǎng)供電實現(xiàn)單電纜解決方案

      盡管GigE已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)成為工業(yè)圖像處理的應用標準，然而它所需要的外部電源仍然是一個明顯的問題。在機器人領域，由于機器人專用電纜會迅速提升系統(tǒng)成本，因此市場對于單相機電纜的需求極高，例如在FireWireTM標準中，單相機電纜已經(jīng)成為標準配置。目前，使用以太網(wǎng)供電（PoE）甚至可以縮小了此差距。該技術實現(xiàn)了在同一根標準網(wǎng)絡電纜上同時傳輸圖像數(shù)據(jù)和供電。這樣，外部電源不再需要，不僅節(jié)省了昂貴的布線費用，而且降低了安裝及維護成本。然而，此方案帶來了PoE相機的電源電壓問題。即使商用電源交換機已經(jīng)在IP語音（VoIP）和其它網(wǎng)絡組件上采用此技術，但是工業(yè)應用仍然需要系統(tǒng)在24V或48V下運行。為此，堡盟成為第一家開發(fā)PoE相機專用工業(yè)網(wǎng)絡組件的相機制造商。

適用于苛刻環(huán)境的堡盟IP67相機

帶PoE支架的創(chuàng)新網(wǎng)絡組件

      客戶只需要使用標準網(wǎng)卡即可集成GigE相機。如要實現(xiàn)多相機系統(tǒng)或者使用以太網(wǎng)供電的系統(tǒng)，才需要附加其它系統(tǒng)組件。利用GigE電源交換機，能夠方便地實現(xiàn)多相機系統(tǒng)。在此過程中，相機可從自身永久性存儲的地址或者從DHCP服務器獲得IP地址。憑借GigE電源系列，堡盟提供兩種類型的工業(yè)電源交換機用于多相機系統(tǒng)。4端口電源交換機將多達三只相機連接至PC機，擴展型6端口電源交換機可以在網(wǎng)絡中集成多達5只相機。在6端口電源交換機中，第六個端口設計作為SFP接口，用來容納帶有銅端口的模塊，或者提供一個用于長距離傳輸?shù)墓饫w模塊。兩種電源交換機均支持PoE新技術，如果需要，還可以為相機供電。電源交換機自動探測系統(tǒng)連接的是PoE相機還是標準GigE相機，然后根據(jù)需要提供電壓。另外，堡盟還提供GigE電源供電器，用來集成沒有電源交換機功能的PoE相機。此設備可為最多兩只獨立PoE相機供電，從而簡化了機器人應用的結構設計，這是PoE應用的入門級解決方案。同時，供電器可為兩只相機提供全帶寬，因此是高幀率、高分辨率應用的理想解決方案。所有網(wǎng)絡組件均能夠方便地集成到控制柜內(nèi)，并且在后部提供一個DIN頂帽式導軌夾。工作電壓為24V或者48V。

采用堡盟觸發(fā)設備實現(xiàn)簡單的過程集成

      憑借創(chuàng)新的GigE觸發(fā)設備，堡盟的解決方案可謂更上一層樓，從而為客戶提供新一代網(wǎng)絡組件。堡盟首次將多達8只過程控制傳感器集成到圖像處理系統(tǒng)中，從而通過網(wǎng)絡電纜實現(xiàn)單相機或者相機組的實時觸發(fā)。為此，系統(tǒng)對已連接傳感器的各輸入變量進行估算，計算正確的觸發(fā)點，并通過網(wǎng)絡觸發(fā)圖像采集操作。這樣，GigE系統(tǒng)無需使用額外的觸發(fā)器電纜，從而為系統(tǒng)提供了一個真正的單電纜解決方案。另外，觸發(fā)設備帶有8個數(shù)字輸出，用來控制序列中與過程相關的步驟，例如用于分選缺陷產(chǎn)品的門控制器。為了獲得硬件I/O常見的不足5微秒的等待時間，觸發(fā)設備的所有功能均在硬件中實現(xiàn)。該創(chuàng)新設備的配置簡單、完整，并且可以利用方便、直觀的軟件工具通過網(wǎng)絡完成。

堡盟完整的GigE Vision®系統(tǒng)解決方案

GigE相機和網(wǎng)絡組件由同一方提供

GigE配置——一切盡在掌控

      由于其它接口的協(xié)議極難更改，所以GigE協(xié)議提供了多種可選方案，以充分適應用戶的系統(tǒng)。然而，除了良好的靈活性之外，此功能亦存在錯誤配置的危險。為確保系統(tǒng)具有最優(yōu)性能，堡盟提供自己的診斷工具，進行GigE系統(tǒng)的分析和配置?！癇aumer GigE Diagnostic”程序能夠率先完成GigE相機的所有影響生成數(shù)據(jù)的屬性配置。同時，系統(tǒng)會自動提出一個與用戶選定的數(shù)據(jù)包大小相匹配的包間延遲（包間間隔）。然后，可以使用選定的設置，對系統(tǒng)的實際行為進行仿真和測試。為此，程序從所有連接的組件處采集所有可用信息，以及計算機的相關數(shù)據(jù)。如果發(fā)生關鍵狀況，用戶將得到通知，并且能夠測試其它設置。

堡盟完整解決方案祝您取得成功

      憑借創(chuàng)新性GigE相機、先進的網(wǎng)絡組件、觸發(fā)器設備以及豐富的技術知識，堡盟能夠為客戶提供經(jīng)過完美協(xié)調(diào)配置的GigE圖像處理系統(tǒng)用產(chǎn)品包。這樣，每一位客戶都能夠簡單、可靠地將最新網(wǎng)絡技術集成到他們自己的應用中。

作者
Jens Klattenhoff
數(shù)字成像市場與產(chǎn)品管理主管
Baumer Optronic GmbH