24/03/2014
Door Bart Driessen
Moderne besturingstechniek kan enorm bijdragen aan duurzamer gebruik van natuurlijke resources. Een mooi voorbeeld daarvan is een nieuwe garnalensorteermachine; eentje die niet alleen garnalen op grootte sorteert, maar ook bijvangst van krabbetjes en jonge visjes heel snel terugvoert naar zee. De technologie hierachter bestaat uit een geslaagde combinatie van twee visioncamera's en een Bachmann M1-PLC. Door deze innovatie ontstaat een duurzame garnalenvisserij; goed voor de totale visstand én de bedrijfstak.
De zorg om het behoud van onze planeet wordt almaar dringender, maar tegelijk zijn er gelukkig steeds meer initiatieven van slimme machinebouwers die hier iets concreet aan doen. Een daarvan is Melle de Boer, directeur van De Boer RVS, die in het Friese Makkum nieuwe machines ontwikkelt voor garnalenvissers. Samen met Alex Heurkens, directeur van engineeringsbureau Pliant uit Breda bedacht hij het concept van de garnalensorteermachine op basis van beeldherkenning. Waarom? Melle de Boer: “Door de overbevissing en de schade aan de natuurlijke biotoop komen er steeds meer beperkingen voor de visserij. Steeds meer visserijgronden worden tot verboden gebied verklaard waardoor de visser alleen nog kan kiezen tussen stoppen of nog verder de zee op gaan. Het is duidelijk dat dit zo niet verder kan. We kunnen er gewoon niet om heen: de visserij heeft alleen nog toekomst als ze echt duurzaam gaat werken. Als machinebouwer kan ik daar een bijdrage aan leveren. De garnalenvisserij is al jaren mijn werkterrein en ik ken die sector door en door. Milieuorganisaties en overheidsinstanties dringen ook aan op de ontwikkeling van duurzame technologie. Ook de Europese Unie ziet dat zo en heeft de ontwikkeling van dit nieuwe sorteersysteem ondersteund.”
Vision
Camera 1.3 Megapixel GigE UI-5240 RE, uitgevoerd in IP 67
Beeldanalyse in C# applicatie met Halcon script
Verwerkingstijd 10-20 beelden/seconde
Communicatie met Bachmann M1 PLC via M1Com.Net
Beeldanalyse in C#
Ontwikkeling door Pliant www.pliant.nu
Bijdrage
Welke bijdrage levert de garnalensorteermachine van De Boer? “Op dit moment werken alle garnalenvissers nog met een ronddraaiende sorteertrommel. Het nadeel van deze techniek is dat het grootste deel van de bijvangst al dood is voordat die weer overboord wordt gezet. Vanwege de schade aan de visstand zal de staat over een paar jaar eisen dat de garnalenvissers alle bijvangst aan de wal zullen afvoeren. Dit voorschrift geldt al voor de gewone visserij vanaf 2016. Omdat bijvangst straks alleen maar verlies oplevert wordt de visser op die manier wel gedwongen zijn bijvangst drastisch te reduceren. En dat kan met onze garnalensorteermachine. Deze werkt zo snel dat de bijvangst niet langer dan 1 minuut aan boord is. Hierdoor kan de bijvangst levend overboord worden gezet. En dan ook nog met een capaciteit van 300 kilo per uur.”
Oplossing met beeldverwerking
Hoe werkt het? De garnalen worden door een vacuümsysteem opgezogen en zo verenkeld op een lopende band gelegd. De machine is door Pliant uitgerust met twee IDS GigE-camera's. Ondersteund door een effectieve belichting maken deze camera's beelden van elk object dat over de lopende band gaat. De door Pliant ontwikkelde software voor de beeldverwerking herkent alle goede garnalen en verdeelt deze in drie verschillende maten. Via een Ethernet-verbinding komt die beeldinformatie terecht bij de Bachmann M1-PLC. De PLC bepaalt op welk moment de garnaal in de verzamelbak komt. Dat gebeurt door middel van korte luchtstoten. De kleinste exemplaren vallen als eerste in een verzamelbak waarna de volgende twee maten in twee andere bakken terecht komen. Bijvangst wordt door het beeldverwerkingssysteem genegeerd en blijft op de lopende band liggen. De lopende band eindigt boven een transportsysteem waarna de bijvangst direct terug de zee in gaat.
Vision en besturing
De camera die wordt gebruikt is een 1.3 Megapixel GigE UI-5240 RE. Deze camera is uitgevoerd in IP 67 vanwege de extreme omstandigheden waarin zij wordt gebruikt. De camera wordt door een encodersignaal via de PLC getriggerd. De beelden worden vervolgens doorgegeven aan een C# applicatie waar met behulp van een Halcon-script de analyse plaatsvindt. Afhankelijk van de bandsnelheid dient de verwerkingstijd tussen de 10 en 20 beelden per seconde te bedragen. Snellere verwerking is mogelijk met snelle hardware. een dere mogelijkheid is het algoritme te optimaliseren. Ook de kwaliteit van de beelden dient optimaal te zijn. Wanneer de beelden een te hoge resolutie hebben levert dit teveel overhead op. En dat verlengt de verwerkingstijd. Beelden met een te geringe kwaliteit zullen daarentegen te weinig detail bevatten wat weer afbreuk doet aan de nauwkeurigheid.
De communicatie met de Bachmann M1 PLC vindt plaats via M1Com.Net. Beeldanalyse wordt afgehandeld in C# waar de objecten al of niet een classificatie krijgen. De C# applicatie geeft vervolgens weer door aan de PLC wat er met de objecten (de garnalen) dient te gebeuren. In de PLC heeft elk uitblaasstation een lijst van objecten die voor haar bestemd zijn. Wanneer een object een bestemming heeft handelt de PLC de aansturing van de hardware verder af.
Bachmann
M1 PLC 433 mhz
Compacte PLC met ethernetsocket
IO-module DIO280
32 digitale en 32 analoge uitgangen
16 vrij configureerbare kanalen met encoderingang
Waarom Bachmann?
Alex Heurkens directeur van Pliant: “Wij van Pliant vinden het heel belangrijk dat een bedrijf als Bachmann onze vragen serieus neemt en meedenkt over oplossingen. Bachmann heeft goede spullen en ze reageren snel en flexibel op speciale verzoeken. Bijvoorbeeld als het gaat om aanpassingen van de besturing of extra aansluitingen. Zo hebben ze ons voorzien van een compacte PLC met ethernetsocket. De besturing in deze applicatie wordt verzorgd door een M1 met een verwerkingssnelheid van 433 mhz. De PLC kan deze taak gemakkelijk aan. Daarnaast gebruiken we een nieuwe module, de DIO280; een IO-module met 32 digitale en 32 analoge uitgangen en 16 vrij configureerbare kanalen met encoderingang. Het grote voordeel daarvan is dat je geen extra encodermodules meer nodig hebt en de aansluitingen allemaal robuust zijn uitgevoerd. De besturingskast komt straks in de machinekamer van het schip te staan. Het bedienscherm monteren we op de brug van het schip.”
“Wij van Pliant vinden het heel belangrijk dat Bachmann onze vragen serieus neemt en meedenkt over oplossingen.” Alex Heurkens directeur van Pliant
Toekomstvisie
Hoe ziet de toekomst er uit voor de garnalensorteermachine? Melle de Boer: “Ik ben zeer positief over de toekomst. Tussen mei en juli van dit jaar zullen we de machine in de praktijk gaan testen. Daarna moet hij in de markt worden geïntroduceerd. Zodra de machine perfect werkt weet ik zeker dat we er in een jaar tijd 25 stuks van verkopen. De belangrijkste eisen aan de machine zijn de betrouwbaarheid en de eenvoud van de probleemoplossing. Ik weet zeker dat we aan die eisen voldoen. In de loop van dit jaar beschikken we ook over een eigen garnalenkotter waarmee we onze machine op zee kunnen demonstreren.”
| De Boer RVS De Boer RVS in Makkum, Friesland, is gespecialiseerd machinebouwer voor de garnalenvisserij. Naast duurzaamheid focust dit bedrijf op een hoge kwaliteit van het eindproduct. www.deboerrvs.nl |
| Pliant De camera is een 1.3 Megapixel GigE UI-5240 RE, uitgevoerd in IP 67. Een encodersignaal triggert de camera via de PLC. De beelden worden vervolgens doorgegeven aan een C# applicatie die met een Halcon script de analyse uitvoert. Afhankelijk van de bandsnelheid ligt de verwerkingstijd tussen de 10 en de 20 beelden per seconde. De communicatie met de Bachmann M1 PLC vindt plaats via M1Com.Net. Beeldanalyse wordt afgehandeld in C# waar de objecten al of niet een classificatie krijgen. De C# applicatie geeft vervolgens door aan de PLC wat er met de objecten dient te gebeuren. In de PLC heeft elk uitblaasstation een lijst van objecten die voor haar bestemd zijn. Wanneer een object een bestemming heeft handelt de PLC de aansturing van de hardware verder af. Ontwikkeling door Pliant, partner in technical solutions in Breda, actief in Agro & Food, Marine & Offshore, Recyling en automotive met vision, machinebesturing, applicatieontwikkeling en robotisering. www.pliant.nu |