生產(chǎn)自動(dòng)化在食品行業(yè)的應(yīng)用可謂由來(lái)已久，尤其在外包裝方面，客戶的要求也越來(lái)越高，這就要求制造商不斷采用新的技術(shù)。例如，如果不允許使用外包裝上的EAN代碼對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和控制（原因是這類代碼會(huì)導(dǎo)致客戶的商品管理系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題），那么使用矩陣式二維碼代替一維條形碼將會(huì)更為方便。 許多客戶都要求使用二維數(shù)據(jù)矩陣代碼，而對(duì)于生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，使用這種代碼對(duì)包裝商品進(jìn)行識(shí)別也更為方便。 Zentisin Aachen擁有約1600名員工，它不僅是德國(guó)最大的果醬和橘子醬生產(chǎn)商之一，同時(shí)還向零售商和食品加工企業(yè)供應(yīng)谷類、杏仁糖果原料、糖果等食品。它在Aachen-Eilendorf的分廠有190名員工，每年生產(chǎn)大約2萬(wàn)噸糖果。為了在生產(chǎn)過(guò)程中能夠準(zhǔn)確對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別和跟蹤，該公司于2005年對(duì)其內(nèi)部物流系統(tǒng)進(jìn)行了改造。新改造的系統(tǒng)在生產(chǎn)線的一端采用了特殊的解決方案，貨物在此處首先被自動(dòng)裝箱，然后再通過(guò)各種傳送裝置輸送至堆垛站。為了對(duì)產(chǎn)品保證紙箱進(jìn)行可靠識(shí)別，從而準(zhǔn)確的分送至相應(yīng)的堆垛站，廠家最后決定采用西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)生產(chǎn)的SimaticVS130-2視頻傳感器產(chǎn)品。 Zentis分廠負(fù)責(zé)自動(dòng)化控制的維修部經(jīng)理AchimMinten解釋說(shuō)：“現(xiàn)在，我們有很多客戶，尤其是食品折扣店，為了避免可能與其各自的商品管理系統(tǒng)的代碼發(fā)生沖突和在收款臺(tái)使用掃描儀對(duì)商品進(jìn)行掃描時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)問(wèn)題，都不再要求產(chǎn)品外包裝上帶有EAN或UPC代碼。為此，我們?cè)诋a(chǎn)品包裝箱外側(cè)采用了數(shù)據(jù)矩陣代碼，通過(guò)照相系統(tǒng)進(jìn)行讀取/解碼和分析。這樣作不僅滿足了我們的零售客戶的需要，同時(shí)在功能方面也很有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橛脩艨梢愿鶕?jù)自己的具體需要來(lái)調(diào)整數(shù)據(jù)矩陣代碼的形狀、內(nèi)容、規(guī)格等信息，因而非常方便。通過(guò)采用該技術(shù)，Zentis的生產(chǎn)線、堆垛站分配、產(chǎn)品編號(hào)等信息都包含于大小僅有12 x 12 mm的點(diǎn)矩陣中。 無(wú)故障讀取速度高達(dá)0.7m/sZentis之所以選擇VS130-2視頻傳感器的對(duì)包裝箱進(jìn)行檢測(cè)以確定其被送往哪個(gè)堆垛站的原因主要有三個(gè)方面：圖像采集系統(tǒng)的性能令人信服，數(shù)據(jù)處理速度快；西門子所開發(fā)的解決方案適合企業(yè)的需要；該系統(tǒng)與原有的自動(dòng)化技術(shù)相兼容，集成方便，因而節(jié)省了時(shí)間和成本。該系統(tǒng)在規(guī)劃伊始就特別注意DMC編碼與自動(dòng)讀取站之間的交互，因?yàn)橄到y(tǒng)要在高達(dá)0.7m/s的讀取速度下確保無(wú)故障運(yùn)行。僅這一項(xiàng)要求，就淘汰了其他幾家生產(chǎn)的產(chǎn)品，原因是他們所生產(chǎn)的產(chǎn)品只能讀取靜態(tài)的矩陣代碼。 VS130-2視覺傳感器在性能方面也令人信服，所以系統(tǒng)可以檢測(cè)各種表面上的DMC，而且通過(guò)選擇不同的鏡頭，還可提供75到3000 mm范圍的讀取距離。VS130-2還可使用C或CS傳感器頭，使功能更為靈活多變，其鏡頭的玻璃材料符合國(guó)際食品標(biāo)準(zhǔn)（IFS）的相應(yīng)規(guī)定。為了滿足該規(guī)定，相機(jī)鏡頭部分采用了防護(hù)罩，防護(hù)罩前端采用了不易破碎的塑料材料。VS130-2鏡頭的視野可根據(jù)使用需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，以取得最佳的讀取效果。Zentishas公司一直對(duì)西門的自動(dòng)化技術(shù)情有獨(dú)鐘，而這次VS130-2視頻傳感器的采用同樣也沒有令該公司失望?！拔覀儗?duì)絕大多數(shù)系統(tǒng)都了如指掌，一般只要經(jīng)過(guò)一次培訓(xùn)就可以獲得全部所需的專業(yè)知識(shí)。對(duì)我們工程部門來(lái)說(shuō)，西門子的產(chǎn)品配置、數(shù)據(jù)管理、通信一體化設(shè)計(jì)理念使各領(lǐng)域的工作變得更為輕松——我們甚至不需要外部幫助即可獨(dú)立解決從產(chǎn)品設(shè)置、更改，再到故障排除等各種工作?！? 傳送裝置由性能高度可靠的SimaticS7-400H控制器控制，并且通過(guò) WinCC用戶界面進(jìn)行可視化操作。除了由相機(jī)完成數(shù)據(jù)采集外，系統(tǒng)還可顯示碼放的紙箱數(shù)量，即檢測(cè)每次碼放的操作的紙箱數(shù)量。用戶可自定設(shè)定每次碼放的紙箱數(shù)量?！坝捎诓捎昧诉@套新系統(tǒng)，我們的物流管理和質(zhì)量控制同時(shí)得到了提高，因?yàn)橥ㄟ^(guò)讀取矩陣式二維碼，系統(tǒng)可對(duì)各臺(tái)機(jī)器和相應(yīng)的產(chǎn)品批次進(jìn)行二次跟蹤。因此，一旦收到故障報(bào)告，可以迅速修復(fù)受影響產(chǎn)品的故障原因和傳送路徑。在采用這套新的系統(tǒng)之前，工作人員必須自己動(dòng)手記錄包裝箱上的數(shù)據(jù)并寫在托盤的標(biāo)簽上；如果需要記錄的數(shù)據(jù)過(guò)多，則會(huì)相應(yīng)的增加工作人員的工作量。精密的配合Zentis公司所采用的這套系統(tǒng)之所以能夠成功的自動(dòng)讀取22 x 22點(diǎn)大小的DMC代碼，是與系統(tǒng)各部分之間的緊密配合分不開的。 畢竟每個(gè)像素點(diǎn)的尺寸只有0.54 mm。SimaticVS130-2可以補(bǔ)償矩陣式二維碼在打印過(guò)程中出現(xiàn)的所有偏差。這種相機(jī)采用CCD傳感器，分辨率為640 x 480像素，它具有足夠大的顯示面積，可充分顯示所讀取的矩陣式二維碼信息，因而不受位置、觸發(fā)信號(hào)不準(zhǔn)確、打印位置等與系統(tǒng)本身有關(guān)的因素的影響。通過(guò)所用鏡頭和讀取算法的自動(dòng)適應(yīng)能力，系統(tǒng)可以提供可靠的讀取結(jié)果，圖像顯示清晰，并且大小可以調(diào)節(jié)。矩陣式二維碼采集所需的照明條件由一個(gè)環(huán)形燈提供，該環(huán)形燈由VS130-2的分析單元控制，其動(dòng)作與圖像的攝取同步。當(dāng)光照強(qiáng)度最大時(shí)，它的曝光時(shí)間為 20µs到10ms。圖像的獲取和照明由光電管進(jìn)行觸發(fā)。AchimMinten補(bǔ)充說(shuō)：“圖像處理系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)在于分析裝置配備了Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)接口。正是因?yàn)橛辛怂鼈?，由接口盒或轉(zhuǎn)換器所導(dǎo)致的常見接口問(wèn)題從一開始就已經(jīng)不復(fù)存在了。不僅如此，技術(shù)人員在進(jìn)行配置時(shí)，可以從任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的終端直接訪問(wèn)分析設(shè)備，以更改參數(shù)設(shè)置，調(diào)用和激活15條存儲(chǔ)參數(shù)記錄中的任意一條。所以分析設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中擁有固定的IP地址，毫無(wú)疑問(wèn)，對(duì)分析設(shè)備的訪問(wèn)也可以采用密碼進(jìn)行保護(hù)。 提高了物流管理的可靠性和透明度與傳統(tǒng)的圖像處理系統(tǒng)相比，SimaticVS130-2還有一個(gè)顯著的特點(diǎn)是無(wú)需進(jìn)行編程或參數(shù)配置，因?yàn)樗梢宰詣?dòng)對(duì)光源進(jìn)行配置，自動(dòng)適應(yīng)檢測(cè)算法，無(wú)需用戶輸入代碼指令進(jìn)行繁瑣的操作。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，這種自行參數(shù)配置功能在傳送裝置運(yùn)行時(shí)也可以起作用。用戶在使用這種功能時(shí)，既可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備直接進(jìn)行操作，也可以通過(guò)集成的、基于web的用戶界面進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如果在讀取過(guò)程中出現(xiàn)故障，它還可以自動(dòng)觸發(fā)。因此，該系統(tǒng)不需要操作人員進(jìn)行輸入，依然能夠極為可靠的進(jìn)行讀取。 VS130-2的矩陣式二維碼分析設(shè)計(jì)符合 ECC 200（糾錯(cuò)碼）標(biāo)準(zhǔn)，因而可讀取該標(biāo)準(zhǔn)下最新、最可靠版本的代碼。除了 Zentis公司所采用的型號(hào)外，西門子還提供讀取能力更大的視覺傳感器設(shè)備，其中包括讀取2334個(gè) ASCII字符（7數(shù)位）、1558可擴(kuò)展ASCII字符（8數(shù)位）、3116個(gè)數(shù)字符號(hào)的設(shè)備。這種矩陣式二維碼屬于ECC 200類型，由于采用了Reed-Solomon糾錯(cuò)代碼，因而讀取的可靠性很高。即使代碼的損壞程度達(dá)25％，比如說(shuō)由于污損原因，也依然能夠進(jìn)行讀取。目前，Zentis公司在其位于Aachen-Eilendorf的工廠中一共采用了四種SimaticVS130-2視覺傳感器，自從投入運(yùn)行后，客戶對(duì)它們感覺非常滿意。AchimMinten強(qiáng)調(diào)指出：“該系統(tǒng)充分滿足了我們的需求，以后我們還有可能用它來(lái)讀取EAN代碼，并且通過(guò)這種方式對(duì)我們的托盤進(jìn)行跟蹤?！痹搹S已經(jīng)計(jì)劃在其四個(gè)捆扎打包區(qū)域也安裝這種新的系統(tǒng)。屆時(shí)將根據(jù)生產(chǎn)線的要求在紙箱側(cè)面打印DMC代碼，然后對(duì)DMC碼進(jìn)行自動(dòng)讀取，將捆扎好的紙箱分送至相關(guān)的生產(chǎn)線上，從而提高生產(chǎn)效率，降低錯(cuò)誤發(fā)生的幾率。 　　 一維碼和二維碼在應(yīng)用中的區(qū)別對(duì)于比較簡(jiǎn)單的條碼——例如歐洲標(biāo)準(zhǔn)的EAN代碼（歐洲商品編碼）或IBM開發(fā)的UPC（通用產(chǎn)品代碼）——，只需要進(jìn)行一維分析就足夠了（例如激光線），因此這類代碼也被稱為一維代碼。它由采用這種標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家編號(hào)、制造商編號(hào)、制造商自己的產(chǎn)品編號(hào)、校驗(yàn)字符組成。這種代碼用一系列數(shù)字和條形碼表示，可用掃描儀進(jìn)行分析。 如果需要提高編碼信息的容量，或者無(wú)法使用條形碼，那么二維碼將是您的正確選擇。二維碼的信息包含于一系列點(diǎn)組成的幾何平面圖形中，需要通過(guò)二維方式（長(zhǎng)和寬）進(jìn)行分析。Their big advantage: 其主要優(yōu)勢(shì)包括：在標(biāo)準(zhǔn)所允許的范圍內(nèi)，可提供多樣化的數(shù)字信息。目前，除了由純像素圖形組成的矩陣式二維碼以外，常見的還有堆疊式二維碼（幾行條碼堆疊在一起）或RSS碼（縮小面積的條碼符號(hào)），這種碼的原理是建立在一維條碼讀取的基礎(chǔ)上的。本文中介紹的由西門子公司推出的最新一代視覺編碼器也可以分析這一類二維代碼。