Software, die sich selber schreibt: Eigen Innovations nutzt FLIR-Infrarotkameras zum Vereinfachen von Automatisierungslösungen

Ein industrielles Bildverarbeitungssystem zu installieren und dessen verschiedene Teile richtig aufeinander abzustimmen, kann sich als hochkomplexe Aufgabe erweisen. Oft müssen neben der Hard- und Software auch mehrere Kameras integriert werden. Deshalb hat Eigen Innovations – ein Spezialist für Echtzeitüberwachungslösungen, die bereits in vielen Branchen zum Einsatz kommen – ein intelligentes Hardwaremodul entwickelt, das diesen Integrationsprozess erheblich vereinfacht. Und wenn Eigen dieses Modul bei seinen Kunden installiert, greift das Unternehmen am liebsten exklusiv auf FLIR-Kameras zurück.

Mit seinen Lösungen will Eigen Innovations die Fertigungswerke intelligenter gestalten und ihnen Lösungen anbieten, mit denen diese Echtzeitdaten an ihren Fertigungsstrecken erfassen, erweiterte Analysefunktionen darauf anwenden und ihre Betriebsabläufe automatisch verbessern können. Dadurch steigt die Fertigungsproduktivität, die Betriebskosten sinken, und die kontinuierliche Qualität aller Produkte lässt sich gewährleisten. Scott Everett ist CTO und Mitbegründer von Eigen Innovations. 2012 gründete er das Unternehmen als Universitäts-Spin-Off.

„Alles begann mit Gebäudesoftware-Steuerungslösungen für Fertigungssysteme, die wir auf Schlüsselmärkten wie der Spritzgussindustrie angeboten haben, in der viele verschiedene Sensoren zum Einsatz kommen. Eine übliche Methode, um die Fertigungsqualität eines soeben gegossenen Bauteils zu beurteilen, ist die direkte Messung seines Temperaturprofils. Dafür muss das Bauteil jedoch erst abkühlen – und das kostet viel Zeit. Eine Wärmebildkamera kann dieses Temperaturprofil jedoch sofort berührungsfrei messen. Dadurch lässt sich die Fertigungsqualität der Bauteile in Echtzeit überwachen. Wir sind damals auf einer Fachmesse auf die Bildgebungstechnologie von FLIR aufmerksam geworden und haben schnell erkannt, dass sich eine Wärmebildkamera nicht nur als Bildgebungsinstrument, sondern auch als intelligenter Feedback-Sensor für Echtzeitprozesse eignet.“

Kostengünstige Integration

Der Aufbau eines Überwachungs- und Alarmsystems für fest installierte Automatisierungsanwendungen kann sich als äußerst komplexes und kostspieliges Vorhaben erweisen. Da jede Anwendung anders aufgebaut ist, werden neben dem Sensor sowie der Kommunikations- und Verarbeitungssoftware oft auch speziell dafür entwickelte Softwarelösungen benötigt. Das Eigen Smart Module (ESM) macht diesen kostspieligen und zeitaufwendigen Schritt überflüssig.

„Da wir unseren Kunden ein preisgünstiges Überwachungssystem anbieten wollten, mussten wir eine neue Methode ausfindig machen, mit der sich nicht nur die Kameras, sondern auch die erforderlichen Hard- und Softwarekomponenten wesentlich einfacher integrieren lassen. Und genau dafür haben wir das Eigen Smart Module entwickelt”, sagt Scott Everett. „Die FLIR-Kameras haben dabei auch unsere internen Arbeitsabläufe vereinfacht. Normalerweise sind die Vertriebslaufzeiten für industrielle Lösungen wie die unsere ziemlich lang. Wenn wir unseren Kunden jedoch anhand eines Wärmebilds zeigen, wie einfach, schnell und zuverlässig sie ihre Fertigungsprozesse mit unserer Lösung überwachen können, entscheiden sich die meisten von ihnen wesentlich schneller dafür.“

Das Eigen Smart Module

Das Eigen Smart Module ist ein robustes GigE-Vision-Wärmebildkameramodul mit Überwachungs- und Alarmfunktionen für fest installierte Automatisierungsanwendungen. Neben der Powerline-Kommunikation ermöglicht das Modul auch die einfache Konfiguration von Temperaturschwellenwerten. Das Smart Modul wurde eigens dafür entwickelt, um eine besonders schnelle Implementierung von fest installierten Wärmebildkameras in Überwachungs- und Alarmanwendungen zu ermöglichen, die keine spezifische Integration erfordern. Das Modul kommuniziert mit den GigE-Vision-Wärmebildkameras und führt in den dafür festgelegten Zielbereichen temperaturabhängige Berechnungen aus.

Außerdem ist das Eigen Smart Module ein selbstlernendes System. Es lässt sich als eigenständige Lösung, aber auch als Teil einer größeren Architektur nutzen. Für eine komplexere Verarbeitung erfasst das Modul die Trainingsdaten von der Wärmebildkamera, führt das Datentraining in der Cloud aus und leitet die dabei gewonnenen Daten anschließend wieder in das Modul zurück. Auf diese Weise schreibt sich die Software quasi von selbst.
Das Modul lässt sich bei diversen Automatisierungsanwendungen einsetzen, unter anderem bei der Teilefertigung, Zellstoff- und Papierherstellung, Lebensmittelverarbeitung, beim Brandschutz und bei der Zustandsüberwachung. Und selbstverständlich hält Eigen Innovations ständig nach weiteren Anwendungsmöglichkeiten Ausschau.

Auf FLIR zugeschnitten

Die erste Version des Eigen Smart Module wurde komplett auf die GigE-Vision-Standards und die Kameras der FLIR A-Serie zugeschnitten.

Dazu sagt Scott Everett: „Man muss kein Wissenschaftler sein, um festzustellen, über wie viel Erfahrung FLIR inzwischen auf diesem Gebiet verfügt. Wer einen Blick auf die Geschichte und das Portfolio des Unternehmens wirft, dem wird schnell klar, das FLIR-Kameras einfach die beste Wahl sind. Darüber hinaus unterhalten wir ausgezeichnete geschäftliche Beziehungen mit FLIR, und das Unternehmen hat für uns bereits so manche Tür zum Automatisierungsmarkt geöffnet. Wir sind echte Partner, die gegenseitig von ihrer Zusammenarbeit profitieren.“

„Das Tolle an Wärmebildkameras ist, dass man mit ihnen die gesamte Temperaturverteilung am jeweiligen Objekt nachvollziehen kann und nicht nur einen einzigen Temperaturpunkt, wie es bei Thermoelementen der Fall ist. Dadurch gewinnt man eine Fülle von Daten, die sich beispielsweise mit den Daten von Druck-, Geschwindigkeits- oder Feuchtigkeitssensoren kombinieren lassen. Unsere Module kombinieren diese Sensordaten und stellen diese als ganzheitliche Informationen für die jeweilige Anwendung bereit.“

Beispiele: Heckscheibenheizung, Überwachung von Schüttgut

Eigen Innovations hat sein Smart Module erfolgreich bei einem Automobilhersteller eingeführt. Dabei wurden die FLIR-Kameras zusammen mit dem Modul an einem Autofertigungsband installiert, um etwaige Probleme an der Heckscheibenheizung zu erkennen. Die Heckscheibenheizung wird am Fertigungsband eingeschaltet. Dann überprüft eine Wärmebildkamera der FLIR A-Serie, ob alle Heizstreifen einwandfrei arbeiten.

„Normalerweise sind Automationssysteme so aufgebaut, dass sich die zu prüfenden Teile in einer bestimmten festen Position zum Sensor befinden. Am Fertigungsband müssen wir jedoch abwarten, bis sich das jeweilige Auto in einen gewissen Prüfbereich bewegt. Deshalb müssen die in unserem Modul integrierten Algorithmen auch dazu in der Lage sein, zuerst die genaue Position des sich in Bewegung befindlichen Autos zu ermitteln.“ 
Ein weiteres Beispiel ist die Überwachung von unter freiem Himmel gelagerten Schwefelhaufen. Um die Selbstentzündung des Schwefels zu verhindern, überprüfen die FLIR-Kameras die Haufen fortlaufend auf Hot-Spots, die auf Schwelbrände hindeuten. Das Eigen Smart Module erweist sich hierbei als besonders nützlich, um die Erkennungsleistung zu verbessern und die Anzahl der Fehlalarme zu verringern, die bislang beispielsweise durch vorbeifliegende Vögel ausgelöst wurden. Auch hier erweist sich die Selbstlernfähigkeit des Eigen Smart Modules als wertvoll, denn nach einem entsprechenden Datentraining kann es Vögel und LKW anhand ihres typischen Wärmeenergieprofils zuverlässig von einem tatsächlichen Brandherd unterscheiden.

Die FLIR A-Serie: Leistungsstark und kostengünstig

Inzwischen hat Scott Everett schon zahlreiche Smart Module installiert und ist froh, dass er sich dabei von Anfang an für Bildgebungstechnologie von FLIR – und insbesondere für die Wärmebildkameras der FLIR A-Serie – entschieden hat. „Die FLIR A65 mit ihren wunderschönen und hochauflösenden Bildern ist nach wie vor unser Favorit. Außerdem beeindruckt uns immer wieder, wie man eine dermaßen leistungsstarke Kamera so kompakt bauen kann.“

„Darüber hinaus sind beispielsweise die Modelle FLIR A35 und FLIR A65 so preisgünstig, dass wir bei jeder Installation gleich drei oder vier davon verwenden können. Und obwohl es sich dabei um eine äußerst kostengünstige Lösung handelt, können die Kameras der FLIR A-Serie eine herkömmliche Linescanner-Anwendung nicht nur ersetzen, sondern deren Leistungsfähigkeit sogar übertreffen. Der Unterschied liegt darin, dass eine Kamera der FLIR A-Serie nicht nur einen bestimmten Bereich scannt, sondern ein komplettes Bild vom jeweiligen Zielobjekt liefert.“ 
 

Die Kameras der FLIR A-Serie nutzen den GigE-Vision-Standard, der selbst über große Entfernungen eine schnelle Bilddatenübertragung mit preisgünstigen Standardkabeln ermöglicht. Mit GigE Vision können Hard- und Softwarekomponenten von unterschiedlichen Herstellern über GigE-Anschlüsse nahtlos miteinander kommunizieren.

Außerdem sind die Kameras der FLIR A-Serie sehr robust und deshalb auch für Überwachungsanwendungen in rauen Umgebungen geeignet.

Bereit für das Internet der Dinge

„In unserem Arbeitsgebiet gehört das Internet der Dinge, bei dem komplexe industrielle Maschinen über netzwerkfähige Sensoren und Softwarelösungen miteinander verbunden sind, zu den meist diskutierten Themen“, sagt Scott Everett. „Um das gesamte Potenzial dieser Sensordaten zu nutzen, benötigt man natürlich vor allem qualitative Sensoren, die entsprechende qualitative Daten liefern. Ich bin jedoch fest davon überzeugt, dass FLIR und Eigen Innovations in diesem Punkt einer äußerst spannenden und vielversprechenden Zukunft entgegensehen.“