Lüfterloser Industrie-PC für Bildverarbeitung: So evaluieren Sie den MPC-2018L

A Lüfterloser Industrie-PC für maschinelles Sehen Die Auswahl des Prozessors sollte sich nach der gesamten Inspektionslast richten und nicht allein nach dem Prozessornamen. Kameraschnittstellen, Bildgröße, Bildrate, Triggerzeitpunkt, Algorithmuslast, Speicherkapazität und Ergebnis-I/O bestimmen die praktische Eignung eines Computers.

Der MPC-2018L verwendet einen Intel Core i5-4200U Prozessor mit bis zu 8 GB DDR3L Arbeitsspeicher. Er bietet außerdem vier USB 3.0 Anschlüsse, zwei USB 2.0 Anschlüsse, zwei RS232/RS485 Anschlüsse, vier RS232 Anschlüsse, VGA, HDMI und zwei Intel I211 Gigabit-LAN-Anschlüsse. Univitech Industrie-PC ist ein aussichtsreicher Kandidat für einen definierten Vision-Prototyp, aber nur ein echter Benchmark kann die Inspektionsleistung ermitteln.

Beginnen Sie mit der Vision-Arbeitslast

Der Computer befindet sich zwischen der Bildaufnahme und der Maschinenreaktion. Eine sinnvolle Hardware-Spezifikation beginnt mit:

• Kameraanzahl und Schnittstelle;
• Auflösung, Pixelformat und Bildrate;
• kontinuierliche oder ereignisgesteuerte Datenerfassung;
• Vorverarbeitungs- und Inspektionsalgorithmus;
• erforderliche Zykluszeit;
• Bildspeicherung und Rückverfolgbarkeit;
• SPS, Auswurfmechanismus und Liniensteuerungssignale; und
• Anforderungen an Anzeige, Fernwartung und Netzwerk.

Zwei Projekte mit einer Kamera können sehr unterschiedliche Computerlasten verursachen. Eine langsam ausgelöste Anwesenheitsprüfung ist nicht dasselbe wie eine kontinuierliche hochauflösende Oberflächeninspektion. Die Angebotsanfrage sollte diesen Unterschied verdeutlichen.

MPC-2018L-Hardware, die für einen Vision-Prototyp relevant ist

Das Modell unterstützt die Betriebssysteme Windows 7, Windows 8 und Linux. Das System ist zudem lüfterlos und komplett aus Aluminium gefertigt. Für einen Computerhersteller bedeutet dies zwar den Wegfall eines internen Lüfters, jedoch nicht die Notwendigkeit einer optimierten Wärmeableitung. Das Gehäuse muss weiterhin über ausreichende Wärmeabfuhr, genügend Freiraum und eine Überprüfung der Betriebsbedingungen verfügen.

Kameraschnittstellen abgleichen, bevor die Leistung besprochen wird

USB-Kameras

Vier USB-3.0-Anschlüsse ermöglichen den Anschluss von Kameras oder anderen datenintensiven Peripheriegeräten. Vor der Zuweisung einer Kamera zu einem Anschluss sollten Sie den Kamerastandard, die Controller-Topologie, die Bandbreite, die Kabellänge, den Halt des Steckers sowie Treiber und SDK überprüfen.

Mehrere physische USB-Anschlüsse bedeuten nicht zwangsläufig mehrere unabhängige Bandbreitenkanäle. Klären Sie, wie die Anschlüsse die Controller gemeinsam nutzen, und testen Sie anschließend die geplante Kamerakombination unter ungünstigsten Aufnahmebedingungen.

Gigabit-Ethernet-Kameras

Die beiden Intel I211 Gigabit-LAN-Ports können für die Segmentierung von Kamera- oder Pflanzennetzwerken evaluiert werden. Prüfen Sie, ob die gewählte Kamera und der Software-Stack einen bestimmten Bildverarbeitungsstandard, eine bestimmte Paketkonfiguration, einen Netzwerktreiber, eine bestimmte Stromversorgungsmethode oder einen dedizierten Netzwerkpfad erfordern.

Ein Standard-Gigabit-Ethernet-Anschluss garantiert nicht automatisch den Betrieb von GigE Vision, die Stromversorgung der Kamera oder die erforderliche Bildrate. Betrachten Sie diese Punkte als Prototypfragen.

Trigger, Beleuchtung und Maschinen-I/O

Bildverarbeitungssysteme benötigen häufig deterministische Beziehungen zwischen Sensor, Licht, Kamerabelichtung, Verarbeitung und Störsignal. Der MPC-2018L verfügt über serielle Ein-/Ausgänge und Mini-PCIe-Erweiterungsoptionen, die genaue Trigger- und Steuerungsarchitektur muss jedoch separat definiert werden.

Falls für das Projekt GPIO-Timing, ein Framegrabber, eine Feldbuskarte oder eine dedizierte Bewegungsbeziehung erforderlich ist, senden Sie bitte die genauen Hardware- und Timing-Anforderungen zur technischen Überprüfung.

Verarbeitung: Erstellen Sie ein Zeitbudget

Der i5-4200U und bis zu 8 GB Arbeitsspeicher bieten eine konkrete Testgrundlage, aber keine allgemeingültige Leistungsangabe. Stellen Sie das Testbudget wie folgt zusammen:

1. Bildübertragungszeit; 2. Vorverarbeitung; 3. Extraktion von Bereichen von Interesse oder Merkmalen; 4. Algorithmus- oder Inferenzzeit; 5. Ergebnisübermittlung; 6. Schreiben von Bildern und Protokollen; und 7. Sicherheitsmarge für Hintergrunddienste.

Führen Sie repräsentative, einwandfreie und fehlerhafte Bilder durch die Produktionssoftware. Messen Sie den ungünstigsten Fall, nicht nur den Durchschnitt. Berücksichtigen Sie dabei gleichzeitige Kameraaufnahmen, Bildschirmaktualisierungen, Datenbankaktivitäten und Netzwerkkommunikation.

Wenn die Arbeitslast eine dedizierte GPU, einen neueren Prozessor, mehr als 8 GB Arbeitsspeicher oder einen speziellen Beschleuniger erfordert, sollte die Standardkonfiguration als Grundlage für eine maßgeschneiderte Diskussion über Industrie-PCs dienen und nicht als erzwungene Lösung.

Die Speicherung ist Teil der Inspektionsarchitektur

Der MPC-2018L unterstützt mSATA- und 2,5-Zoll-SATA-Speicher. Die richtige Speicherkonfiguration hängt davon ab, ob das System Folgendes speichert:

• jedes Bild;
• nur abgelehnte Bilder;
• Anbaugebiete;
• Prüfmessungen;
• Ereignisprotokolle; oder
• Kurzfristige Diagnosedaten.

Berechnen Sie die Schreibrate und das tägliche Datenvolumen. Definieren Sie anschließend Aufbewahrungsdauer, Speicherausdauer, Datensicherung und Export. Ein Bildverarbeitungscomputer kann einen kurzen Verarbeitungstest bestehen und dennoch im Projekt scheitern, wenn der Speicher zu schnell voll ist oder die erforderlichen Schreibvorgänge nicht bewältigen kann.

Wo dieser lüfterlose Industrie-PC einen Blick wert ist

Abgegrenzte Inspektionszellen

Das Modell eignet sich gut als Prototyp mit einer klar definierten Kameraschnittstelle, moderater Rechenlast und lokaler Ergebnisverarbeitung. Beispiele hierfür sind Anwesenheitsprüfungen, Positionsprüfungen, Code- oder Etikettenverifizierung und andere Inspektionsaufgaben, deren reale Software auf der Hardware getestet werden kann.

Hierbei handelt es sich um Markttauglichkeitshypothesen, nicht um abgeschlossene Univitech-Installationen oder Leistungsgarantien.

Bildverarbeitung plus Maschinenkommunikation

Die Kombination aus USB-, Dual-LAN- und seriellen Schnittstellen ermöglicht Systemintegratoren die Planung von Kameradatenerfassung, Anlagenvernetzung, SPS-Kommunikation und Service-Peripheriegeräten auf einem einzigen Computer. Für jeden dieser Wege müssen jedoch noch die jeweiligen Protokolle, Treiber und elektrischen Anforderungen bestätigt werden.

Maschinenseitiger oder Schrankrechner

Das Gehäuse mit den Abmessungen 243 × 144 × 66 mm, die Möglichkeit zur Tisch- oder Wandmontage und der 9–30-V-DC-Eingang ermöglichen vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten. Vor der endgültigen Festlegung des Gehäusedesigns sollten Sie die Montagefläche, den Abstand der Anschlüsse, die Erdung, Eingangsspannungsspitzen, die Wärmeableitung und die Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten prüfen.

Wann sollte eine andere Konfiguration angefordert werden?

Eine Diskussion über die technische Machbarkeit sollte eingeleitet werden, wenn das Projekt Folgendes erfordert:

• mehr Kameras oder höhere Gesamtbandbreite;
• eine separate GPU oder ein KI-Beschleuniger;
• PoE-Kamerastromversorgung;
• ein Framegrabber oder eine spezielle Schnittstellenkarte;
• mehr Arbeitsspeicher oder eine andere Speicherarchitektur;
• eine aktuelle Kombination aus Betriebssystem und Bildverarbeitungs-SDK;
• eine andere Montage- oder Stromversorgungsanordnung; oder
• dokumentierte umweltbezogene oder behördliche Qualifikation.

Der nächste richtige Schritt ist nicht zu behaupten, dass der Standard-MPC-2018L die Aufgabe bewältigen kann. Vielmehr sollte die Stückliste und die Zielvorgabe für die Zeitberechnung bereitgestellt werden, damit Univitech eine alternative Konfiguration evaluieren kann.

Checkliste für Angebotsanfragen im Bereich maschinelles Sehen

Schicken:

• Kamerahersteller, Modell, Anzahl und Schnittstelle;
• Auflösung, Pixelformat, Bildrate und Auslösemodus;
• Hardware für Lichtsteuerung und Auslösung;
• Bildverarbeitungssoftware, SDK- und Betriebssystemversion;
• Algorithmustyp und maximale Zykluszeit;
• GPU-, Beschleuniger- oder Framegrabber-Anforderung;
• SPS, Feldbus, serielle Schnittstelle und Ergebnis-E/A;
• Bildspeicherung, Schreibgeschwindigkeit und Datenspeicherung;
• Anforderungen an Anzeige und Fernzugriff;
• Montage-, Stromversorgungs- und Gehäusebedingungen;
• Prototypenmenge, Produktionsmenge, Bestimmungsort und erforderliche Dokumente.

Vor einer größeren Bestellung sollte ein Testlauf mit den echten Kameras, der Software und Bildern im ungünstigsten Fall erfolgen. Univitech kann dies ebenfalls überprüfen. maßgeschneiderte Konfiguration wenn die Standardschnittstelle, der Rechen- oder Speicherplan nur annähernd passt.

Häufig gestellte Fragen

Ist ein lüfterloser PC automatisch für maschinelles Sehen geeignet?

Nein. Die lüfterlose Bauweise löst ein Problem der Hardware-Designentscheidung. Die Eignung für Bildverarbeitungsanwendungen hängt weiterhin von der Kamerabandbreite, der Softwarelast, dem Arbeitsspeicher, dem Speicherplatz, den Ein-/Ausgabemöglichkeiten und der Zykluszeit ab.

Kann der MPC-2018L mit USB3- oder Gigabit-Ethernet-Kameras verbunden werden?

Es verfügt über USB-3.0-Anschlüsse und Dual-Gigabit-LAN-Hardware, die für diese Kamerapfade evaluiert werden können. Überprüfen Sie den Kamerastandard, den Controller, das SDK, den Treiber, das Kabel und die kontinuierliche Datenrate.

Ist im MPC-2018L eine dedizierte GPU enthalten?

Für diese Konfiguration ist keine dedizierte GPU bestätigt. Projekte, die eine GPU-Beschleunigung benötigen, sollten das Modell sowie die Leistungs- und Energieanforderungen für eine Prüfung einer alternativen Konfiguration angeben.

Wie sollten Käufer einen Vision-PC testen?

Verwenden Sie die tatsächlichen Kameras, die Produktionssoftware, Worst-Case-Bilder, Hintergrunddienste, Netzwerkverkehr und Speicherschreibvorgänge. Messen Sie die maximale Zykluszeit und das Wiederherstellungsverhalten.

Was sollte für eine individuelle Vision-PC-Besprechung eingereicht werden?

Senden Sie die Stückliste der Kamera, die Aufnahmerate, den Software-Stack, das Zeitbudget, den Speicherplan, die Maschinen-E/A, die Montage, die Stromversorgung, die Menge und den Bestimmungsort.