
Communication OPC UA IDS NXT
Intégrer des caméras IDS NXT dans l'automatisation industrielle via OPC UA
Une mise à jour logicielle fournit aux caméras IDS NXT un autre composant tourné vers l'avenir pour une intégration transparente dans l'automatisation industrielle. Un plug-in intègre un serveur OPC UA dans les caméras. Vous pouvez ainsi mettre vos capacités d'IA à disposition sur le réseau via un « livre de recettes » et communiquer les résultats directement du terrain aux machines et aux commandes. Les configurations de caméras et les tâches d'inférence basées sur des application de vision deviennent ainsi accessibles dans l'environnement industriel dans un format compatible et lisible pour tous les clients OPC UA. OPC UA est donc le module complémentaire Industrie 4.0 idéal pour vos caméras IDS NXT.
Cette suite de l'astuce technique « Communication IDS NXT » se concentre en particulier sur les nouvelles possibilités de communication des caméras IDS NXT via le serveur OPC UA. Nous allons montrer comment utiliser les paramètres enregistrés de la caméra, démarrer une tâche d'inférence et interroger les résultats à l'aide d'un client OPC UA. Vous pouvez suivre entièrement le déroulé de l'exemple en étant peu préparé. Tout ce dont vous avez besoin est une caméra IDS NXT en état de marche et un PC sur le même réseau.
OPC UA
OPC UA est une technologie clé. Elle unifie la communication entre les clients et les serveurs. Elle définit également comment les dispositifs (serveurs) se décrivent aux clients et quelles informations et services ils offrent. Cet échange uniforme à travers toutes les couches physiques et les bus de terrain basés sur Ethernet simplifie énormément l'effort d'ingénierie si les données n'ont plus à être lues, converties et synchronisées par l'intermédiaire de différents protocoles et passerelles. Cela permet d'économiser du temps et des coûts d'automatisation tout en garantissant une intégration rapide dans les installations industrielles. Avec la spécification OPC Machine Vision Companion, la technologie de communication inter-fabricants et inter-secteurs fournit l'extension d'interface idéale aux caméras IDS NXT pour mettre simplement en œuvre les « recettes » basées sur l'IA dans l'automatisation industrielle.

Plugin de serveur OPC UA IDS NXT
Le plugin de serveur OPC UA transforme les caméras IDS NXT en serveurs OPC UA accessibles par tout client OPC UA. Les tâches de traitement d'image sont encapsulées par le plug-in dans des blocs de fonction appelés « recettes ». Les paramètres de caméra nécessaires et parfois très approfondis pour des applications spéciales sont également résumés et enregistrés dans des jeux de données de configuration. Pour ces mesures, le plugin fournit des fonctions appropriées via l'interface REST. Vous pouvez très facilement les utiliser via l'interface graphique d'IDS NXT Cockpit. Les résultats du traitement d'image peuvent être interrogés par les clients OPC UA via la gestion des résultats ou faire l'objet d'un abonnement en tant qu'événement. Les informations générales sur l'appareil, telles que son nom ou son numéro de série, sont fournies via le modèle d'information de l'appareil. La communication OPC UA fonctionne comme une interface de caméra supplémentaire disponible sur le réseau Ethernet après le démarrage du serveur OPC UA.

Téléchargements
Le plugin OPC UA IDS NXT est disponible dans la zone de téléchargement de la page web IDS. Pour ce faire, sélectionnez votre modèle de caméra et ouvrez la catégorie « IDS NXT Experience Kit > Applications de vision ». Le plugin est installé comme toute autre application de vision via IDS NXT Cockpit.
Pour pouvoir utiliser le plugin, la caméra IDS NXT doit être équipée de l'OS 1.1 ou supérieur. Dans la suite de cette astuce technique, nous allons vous montrer une tâche d'inférence qui nécessite l'application de vision « Classifier ». Télécharger l'OS IDS NXT
Télécharger le plugin OPC UA
Télécharger l'application de vision « Classifier »
Instructions
Pour mettre à jour le système d'exploitation de votre caméra, consultez le guide de démarrage rapide « setup-ids-nxt-rio.pdf », chapitre « Updating firmware ».
La documentation du plugin explique les fonctionnalités du plugin, l'utilisation via IDS NXT Cockpit et répertorie toute l'API REST. Guide de démarrage rapide IDS NXT
Documentation du plugin du serveur OPC UA
Client OPC UA
Les caméras IDS NXT peuvent être connectées à n'importe quel client OPC UA via le plugin OPC UA. Il peut s'agir, par exemple, du logiciel propriétaire d'une commande de machine ou d'un système de gestion. À l'aide des bibliothèques de développement OPC UA pour différents langages de programmation tels que C++, C# ou Python, vous pouvez également implémenter votre propre client OPC UA. Comme nous voulons montrer ici comment intégrer rapidement et facilement la caméra dans les réseaux OPC UA existants, nous utilisons l'illustre client OPC UA « UaExpert® » pour faire la démonstration du plugin OPC UA. Le client complet offre un large éventail de fonctions et une interface graphique qui permet de démontrer facilement les possibilités du serveur OPC UA IDS NXT. Il prend en charge les fonctions OPC UA comme DataAccess, Events et l'appel des méthodes OPC UA.

Téléchargements
Le client OPC UA « UaExpert® » est disponible gratuitement après un enregistrement unique sur le site Web de Unified Automation GmbH. Télécharger « UaExpert® »
Utilisation d'IDS NXT comme système de vision OPC UA
Astuce : didacticiel vidéo OPC UA IDS NXT
Notre didacticiel vidéo « IDS NXT - Configuration de la communication OPC UA » montre les étapes suivantes en avance rapide et vous donne un bref aperçu des possibilités du plugin à l'aide de la communication avec le client OPC UA « UA Expert ».
Pour montrer la commande de la caméra IDS NXT via OPC UA, cette astuce technique décrit un exemple de flux de traitement d'image basé sur l'IA que vous pouvez facilement reproduire en utilisant votre caméra IDS NXT et quelques objets (stylo, règle, gomme, clé, etc.). Pour ce faire, suivez simplement les instructions ci-dessous, étape par étape.
1) Mettre en place une tâche d'inférence
- Pour cet exemple, nous utilisons l'application de vision « Classifier » avec le réseau neuronal préinstallé (CNN) « ImageNet1000 ». Installez et démarrez l'application via le gestionnaire des applications de vision « Vapp Manager » dans IDS NXT Cockpit.
- Classifier reconnaît de nombreux objets, tels que des stylos, des clés, des cartes de visite, grâce au réseau ImageNet1000 pré-entraîné. Placez n'importe quel objet sous votre caméra IDS NXT et réglez l'acquisition d'image en mode ouverture libre afin que vos objets soient entièrement représentés et avec les paramètres appropriés (couleur, netteté, exposition, etc.).
- Utilisez les ROI pour les objets que vous voulez identifier.
Les résultats d'inférence de la classification de chaque acquisition d'image sont affichés au niveau des ROI et dans la zone de résultat avec la probabilité correspondante.
Dans notre cas, le stylo à bille (68 %), le taille-crayon (100 %) et la gomme (98 %) sont reconnus.
Instructions
Vous trouverez également une documentation sur l'utilisation de Classifier dans la zone de téléchargement relative à votre caméra.Documentation sur l'application de vision Classifier
2) Démarrer le serveur OPC UA
- Vous n'avez rien à programmer pour assurer la communication OPC côté caméra. Installez (1) et démarrez (2) simplement le plugin du serveur OPC UA via le gestionnaire des applications de vision « VAPP Manager » dans IDS NXT Cockpit sur votre caméra IDS NXT.
- Vous pouvez démarrer (1) et arrêter (2) le serveur OPC UA via les actions du plugin. Par défaut, le serveur est démarré automatiquement (3) lorsque le plugin est lancé.
3) Configurer l'OPC UA et créer des recettes
- La création et l'enregistrement de configurations sur la caméra IDS NXT via le plugin OPC UA s'effectuent facilement dans IDS NXT Cockpit.
- Il suffit de nommer les paramètres actuels de la caméra (Configuration name) et la tâche d'inférence avec Classifier (Recipe name) et d'enregistrer la configuration et la recette en utilisant les actions correspondantes. Vous avez maintenant terminé la configuration de l'OPC UA de la caméra via le cockpit.
InstructionsLisez sur ce sujet le chapitre « Actions » de la Documentation du plugin du serveur OPC UA.
4) Client OPC UA - Établir une connexion au serveur
- Installez et démarrez le client OPC UA « UaExpert® ».
- Pour connecter le serveur OPC UA de la caméra, cliquez sur
(Add Server/Ajouter un serveur) dans la barre de menu. Accédez à l'onglet « Advanced » (Avancé).
- Donnez à la connexion un nom de configuration « Configuration Name »
- Indiquez l'URL du point de terminaison « Endpoint URL » du serveur (par ex. « opc.tcp://169.254.173.231:4840 »)
- Protocole : opc.tcp
- Adresse IP de la caméra
- Port du serveur OPC UA : 4840
- Sélectionnez la stratégie de sécurité souhaitée « Security Policy » (options prises en charge : None, Basic128Rsa15, Basic256, Basic256Sha256)
- Sélectionnez le mode de sécurité du message « Message Security Mode » (None, Sign, Sign&Encrypt)
- Dans les paramètres d'authentification « Authentication Settings », saisissez les données d'accès de votre caméra IDS NXT (p. ex. utilisateur admin ou service)
- Vous pouvez maintenant vous connecter au serveur OPC UA :
« Connect »
5) Demander/modifier des informations sur les appareils
- Pour tester la connexion au serveur, vous pouvez naviguer dans le modèle d'information de la caméra, dans la fenêtre « Adress Space » (espace adresse). Par exemple, si vous changez le nom de l'appareil dans UaExpert® , il sera également mis à jour dans IDS NXT Cockpit.
- En outre, vous pouvez vous abonner aux paramètres de statut et de statistiques via « Data Access View » (vue d'accès aux données) pour suivre leurs modifications. Par exemple, si vous glissez-déplacez le compteur d'images « ImageTotal » dans la fenêtre, sa valeur augmentera dynamiquement à chaque nouvelle capture d'image de la caméra.
- Pour réinitialiser le compteur d'images, exécutez la commande « Call » (appel) dans le menu contextuel des méthodes « ResetAll » (tout réinitialiser). Le compteur d'images souscrit recommence alors à compter à « 0 ».
Système de vision IDS NXT -- Spécification complémentaire sur la vision industrielle OPC UALe nœud « Vision System » (système de vision) dans « Address Space » (espace d'adresse) de UaExpert® affiche les attributs normalisés du système de vision IDS NXT qui sont implémentés dans le serveur OPC UA de la caméra selon la spécification complémentaire « OPC Machine Vision ».
Par la suite, cela vous permet de contrôler complètement la tâche d'inférence préparée de la caméra via OPC UA.
À partir de la version v1.6 du client OPC UA « UaExpert® », un numéro doit être renseigné dans les champs correspondants pour tout appel de méthode avec des arguments d'entrée numériques. Les appels avec des champs vides ne sont pas valides et provoquent l'affichage d'un message d'erreur. Nos captures d'écran et vidéos ont été créées avec une version plus ancienne !
6) Activer la configuration de la caméra
- Tout d'abord, utilisez un appel de la fonction
GetConfigurationList pour récupérer une liste des configurations enregistrées sur la caméra.
ResultCount nous montre « 1 » configuration disponible avec l'ID interne « conf_classifier.json ». - Utilisez la fonction
ActivateConfiguration pour définir la configuration actuellement valide, dont les paramètres enregistrés sont ensuite réglés dans la caméra. Définissez l'ID interne correspondant comme valeur d'entrée (Id) pour l'appel.
- Vous pouvez contrôler la configuration actuellement active via le nœud
Active Configuration. Là, l'ID « conf_classifier.json » doit apparaître dans les attributs.
7) Préparer la tâche (recette)
Nous procédons maintenant de la même manière avec la tâche de traitement d'image pré-enregistrée de la caméra.
- Un appel de la fonction
GetRecipeListFiltered avec la valeur d'entrée IsPrepared = 2 (DONTCARE_2) renvoie « 1 » recette enregistrée comme ResultCount. Dans notre cas, la recette enregistrée avec l'ID « recipe_classifier_imagenet.json »
- Avec la fonction
PrepareRecipe, vous préparez maintenant cette recette comme tâche de traitement d'image active en définissant l'IDprécédemment interrogé comme valeur d'entrée « InternalIdIn ».
En général, plusieurs recettes peuvent être actives en même temps. Cependant, une recette ne peut être activée que si aucune autre recette n'est actuellement préparée avec la même application de vision.
Vous pouvez vérifier si une recette est déjà active en exécutant la fonction GetRecipeListFiltered avec la valeur d'entrée IsPrepared = 1 (TRUE_1). Si ResultCount != 0, une recette est déjà préparée. Utilisez alors la fonction
UnprepareRecipe en premier.
8) S'abonner au résultat Événement
La caméra est maintenant entièrement préparée via le client OPC UA. Avant d'exécuter la tâche de caméra, vous devez encore vous abonner au résultat Événement.
- Pour ce faire, ajoutez une vue événement EventView...
- et faites glisser le système de vision
VisionSystem de la caméra dans cette vue.
- Cochez les cases SimpleEvents (événements simples) et ConditionTypes (types de condition) pour afficher tous les détails.
- Confirmez la sélection en cliquant sur le bouton Apply (appliquer).
9) Exécuter la tâche (recette) - Évaluer le résultat Événement
Nous laissons maintenant la caméra faire son travail.
- Pour ce faire, appelez la méthode
StartSingleJob.
- Dans EventView, un ResultReadyEvent est reçu de la caméra.
- Dans les détails de l'événement, nous voyons les résultats d'inférence des trois ROI spécifiés (stylo à bille, taille-crayon, gomme/ballpoint, pencil_sharpener, rubber_eraser) avec leurs probabilités respectives de classification.
Résumé
Avec les entrées et sorties numériques, le RS-232 et un service Web REST, les caméras IDS NXT et leurs capacités d'IA peuvent déjà être utilisées de manière très flexible dans des applications. (Lisez à ce sujet la première partie de l'astuce technique « Communication IDS NXT »).
Grâce au serveur OPC UA, vous pouvez maintenant transformer en quelques étapes seulement vos caméras à inférence IDS NXT en capteurs de vision de qualité industrielle qui peuvent être intégrés à tout système moderne d'automatisation industrielle.
L'astuce technique illustre la rapidité et la facilité avec lesquelles les attributs normalisés d'un système de vision industrielle, selon la spécification complémentaire « OPC Machine Vision », peuvent être mis à disposition via IDS NXT Cockpit. Et aucune connaissance ou programmation préalable n'est requise. Il vous suffit d'enregistrer des configurations de caméra préparées et des tâches d'IA comme recettes dans la caméra. Ave cette préparation, vous pouvez contrôler et utiliser les capacités des systèmes de vision IDS NXT avec n'importe quel client OPC UA. Les caméras fournissent un événement par tâche avec des résultats d'inférence qui peuvent être utilisés directement par les systèmes de commande pour des tâches ultérieures.
Équipées de la communication OPC UA, les caméras à inférence IDS NXT étendent très facilement la capacité de votre système d'automatisation industrielle à détecter et classer des objets. L'intégration de l'intelligence artificielle dans l'industrie n'a jamais été aussi facile. Si vous voulez en savoir plus sur l'OPC UA et l'intégration dans les caméras IDS NXT, lisez notre article technique « Inférence selon la recette ». Vous trouverez de plus amples informations dans la base de connaissances. Si vous avez des questions spécifiques, n'hésitez pas à contacter directement notre service de conseil système.
Astuce : Vidéo du webinaire IDS NXT
Notre vidéo du webinaire « Intégration d'IDS NXT dans l'automatisation industrielle » aborde la communication via les interfaces de caméra IDS NXT à l'aide d'exemples de code Python et de notebooks Jupyter.