生產(chǎn)自動化在食品行業(yè)的應(yīng)用可謂由來已久，在外包裝方面，客戶的要求也越來越高，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代碼對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行識別和控制，那么使用矩陣式二維碼代替一維條形碼將會更為方便。

    為了在生產(chǎn)過程中能夠準(zhǔn)確對產(chǎn)品進(jìn)行識別和跟蹤，Zentisin Aachen公司于2005年對其內(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裝箱，然后再通過各種傳送裝置輸送至堆垛站。為了對產(chǎn)品保證紙箱進(jìn)行可靠識別，從而準(zhǔn)確的分送至相應(yīng)的堆垛站，廠家決定采用西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)生產(chǎn)的SimaticVS130-2視頻傳感器產(chǎn)品。 Zentis分廠負(fù)責(zé)自動化控制的維修部經(jīng)理AchimMinten解釋說：“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)生沖突和在收款臺使用掃描儀對商品進(jìn)行掃描時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)問題，都不再要求產(chǎn)品外包裝上帶有EAN或UPC代碼。為此，我們在產(chǎn)品包裝箱外側(cè)采用了數(shù)據(jù)矩陣代碼，通過照相系統(tǒng)進(jìn)行讀取/解碼和分析。

    這樣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，因?yàn)橛脩艨梢愿鶕?jù)自己的具體需要來調(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。通過采用該技術(shù)，Zentis的生產(chǎn)線、堆垛站分配、產(chǎn)品編號等信息都包含于大小僅有12 x 12 mm的點(diǎn)矩陣中。

    無故障讀取速度高達(dá)0.7m/s

    Zentis之所以選擇VS130-2視頻傳感器的對包裝箱進(jìn)行檢測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)與原有的自動化技術(shù)相兼容，集成方便，因而節(jié)省了時(shí)間和成本。

    提供圖像采集所需的條件：SimaticVS130-2視覺傳感器可提供圖像采集所需的光照條件。

    可查看整個(gè)生產(chǎn)過程：通過Simatic WinCC可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程和分析的可視化。

    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。通過所用鏡頭和讀取算法的自動適應(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，其動作與圖像的攝取同步。當(dāng)光照強(qiáng)度時(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)。

    在性能方面也令人信服，所以系統(tǒng)可以檢測各種表面上的DMC，而且通過選擇不同的鏡頭，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)，以取得的讀取效果。

    Zentishas公司一直對西門的自動化技術(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^大多數(shù)系統(tǒng)都了如指掌，一般只要經(jīng)過培訓(xùn)就可以獲得全部所需的知識。對我們工程部門來說，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 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。

    “由于采用了這套新系統(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^讀取矩陣式二維碼，系統(tǒng)可對各臺機(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，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)過多，則會相應(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。

    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)是無需進(jìn)行編程或參數(shù)配置，因?yàn)樗梢宰詣訉?a target="_blank">光源進(jìn)行配置，自動適應(yīng)檢測算法，無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)場對設(shè)備直接進(jìn)行操作，也可以通過集成的、基于web的用戶界面進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如果在讀取過程中出現(xiàn)故障，它還可以自動觸發(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、可靠版本的代碼。除了 Zentis公司所采用的型號外，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％，比如說由于污損原因，也依然能夠進(jìn)行讀取。

    一維碼和二維碼在應(yīng)用中的區(qū)別

    對于比較簡單的條碼，只需要進(jìn)行一維分析就足夠了，因此這類代碼也被稱為一維代碼。

    它由采用這種標(biāo)準(zhǔn)的國家編號、制造商編號、制造商自己的產(chǎn)品編號、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，需要通過二維方式（長和寬）進(jìn)行分析。Their big advantage: 其主要優(yōu)勢包括：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。本文中介紹的由西門子公司推出的一代視覺編碼器也可以分析這一類二維代碼。