將機器視覺系統(tǒng)或者基于圖像的身份識別標志（ID）讀取器的與工程自動化網(wǎng)絡集成的傳統(tǒng)方法包括將個人計算機（PC）與專用串行
總線或者USB端口相連接，然后在PC上運行一個翻譯程序，與控制這條總線的PLC實現(xiàn)接口。最新一代的機器視覺系統(tǒng)和ID讀取器實現(xiàn)了一些本質的改進，包括以太網(wǎng)連通性和能夠與PLC、機器人控制器、PC和人機界面（HMI）直接通訊的工具。
關鍵的優(yōu)點包括不再依賴于PC包括從PC到視覺系統(tǒng)或者ID讀取器的電纜，不再需要PC端軟件，以及通過工廠網(wǎng)絡在任何地方都能夠與視覺系統(tǒng)或者ID讀取器通訊的能力。有了新型的通訊接口，工廠網(wǎng)絡和視覺系統(tǒng)以及ID讀取器之間的接口變得更加容易。
設備層接口
工廠網(wǎng)絡和ID讀取器及設備視覺系統(tǒng)之間接口的傳統(tǒng)方法是使用RS232串行總線或者USB與個人計算機相連。個人計算機運行翻譯軟件或者能夠解讀數(shù)據(jù)的用戶腳本，將翻譯結果發(fā)送給PLC，有時也發(fā)送給其他的網(wǎng)絡目標。這種方法所涉及的費用包括購置PC的費用和編程費用，以及連接ID讀取器或者視覺系統(tǒng)的布線費用。以前，生產(chǎn)廠商都愿意將視覺系統(tǒng)由單一計算機顯示擴展至整個生產(chǎn)線上的多點顯示離散視覺系統(tǒng)。
傳統(tǒng)方法中的PC購置費用以及由計算機到視覺系統(tǒng)和ID讀取器之間的布線費用是相當高昂的，為PC開發(fā)翻譯軟件或者直接購置翻譯軟件的成本甚至更高。由于能夠與PC相連接的代碼讀取器的數(shù)量和視覺系統(tǒng)的數(shù)量受到限制，所以采用這種方法實現(xiàn)的系統(tǒng)不便于后續(xù)擴展。要求達到良好操作規(guī)范的企業(yè)還需要承擔額外的PC和軟件驗證成本。另一個局限就是ID讀取器或者視覺系統(tǒng)只能夠和那些與PC直接相連的設備通訊。這樣一來，在某些應用場合就會受到挑戰(zhàn)，例如統(tǒng)計過程控制或者在模型變更過程中需要對多個視覺系統(tǒng)下載配置的時候。
以太網(wǎng)接口，控制層
最新一代的ID代碼讀取器和機器視覺系統(tǒng)集成了以太網(wǎng)接口，能夠與工廠網(wǎng)絡上的任何交換機或者集線器連接，進而與任何聯(lián)網(wǎng)的其他設備實現(xiàn)通訊。最近版本的視覺系統(tǒng)和ID 讀取器也還配有一些專用工具，使其與常見工廠自動化硬件的直接連接更加便利，例如PLC、機器人控制器、HMI和PC。這樣一來就無需使用電纜將PC與ID讀取器或者設備系統(tǒng)直接相連，降低了成本。
由于無需使用PC端軟件，成本進一步降低，而且對于那些強制要求達到GMP的行業(yè)，無需對PC和PC端軟件進行評價。ID讀取器或者設備視覺系統(tǒng)與工廠網(wǎng)絡之間的直接以太網(wǎng)連接改善了系統(tǒng)的擴展能力，無需添置新的硬件和軟件就能夠添加新的ID讀取器或者視覺系統(tǒng)。支持RS232和USB連接，可以直接與PC相連，對應用進行設置和故障排查。
由于可以通過網(wǎng)絡與這些系統(tǒng)輕松實現(xiàn)連接和控制，所以安裝和維護的總成本得以降低。聯(lián)網(wǎng)之后的視覺系統(tǒng)、
視覺傳感器和ID讀取器能夠確保數(shù)據(jù)和圖形實現(xiàn)被集中采集、在一個監(jiān)視器上瀏覽，還能夠獲得趨勢分析功能并實現(xiàn)持續(xù)過程改進。聯(lián)網(wǎng)之后的視覺系統(tǒng)具有自動制程功能，生產(chǎn)靈活性也得以提升，例如在固定模型加工中需要對模型進行變更時。
先進的視覺系統(tǒng)和傳感器提供了一些軟件工具，使用這些軟件工具可以實現(xiàn)集中應用程序開發(fā)和網(wǎng)絡管理。工程師能夠對視覺系統(tǒng)進行設置和修改，與其他工廠站點共享應用程序，不用離開辦公室就能夠與專家實現(xiàn)遠程故障排查。有了這些工具，在現(xiàn)有流水線中增添一個新的
視覺傳感器或者將現(xiàn)有視覺傳感器應用程序移植到新的流水線上就變得很容易。
集成視覺，工廠網(wǎng)絡
為了獲得這些好處，ID讀取器或者設備視覺系統(tǒng)必須能夠通過網(wǎng)絡與工廠的其他自動化設備實現(xiàn)通訊，例如PLC。有多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議可以選擇：
■ EtherNet/IP——這種ODVA協(xié)議使視覺系統(tǒng)能夠通過一根以太網(wǎng)電纜與PLC和其他設備相連接，無需使用復雜的布線結構和昂貴的網(wǎng)關。
■ Modbus/TCP——這種工業(yè)網(wǎng)絡協(xié)議（Modbus組織）允許通過以太網(wǎng)與Modicon PLC和其他設備直接相連。
■ Profinet——這種工業(yè)通訊協(xié)議由Profibus International組織定義，它允許視覺系統(tǒng)與PLC和其他工廠自動化設備通訊。
常見的通訊能力包括預裝驅動、可用模板以代碼示例，這些能力能夠加速系統(tǒng)設置過程，確保與工廠自動化機器人和控制器之間實現(xiàn)平順通訊。將監(jiān)視圖像與集中操作員接口集成的時候通常都有可視化的選項陣列可以選擇。在聯(lián)網(wǎng)的PC上可以通過簡單的點擊方式來控制多個視覺系統(tǒng)，用戶可以輕松地將數(shù)據(jù)和圖像發(fā)送至企業(yè)文件服務器或者將其顯示在用戶自己的操作員界面上。
新型視覺系統(tǒng)提供驅動器、模板和代碼示例，支持開放式標準工業(yè)以太網(wǎng)通訊協(xié)議，例如MC Protocol、EtherNet/IP和能夠與來自Mitsubishi、Rockwell、Siemens和其他制造商的多種PLC及其他自動化設備連接的Profinet。視覺系統(tǒng)能夠與幾乎任何類型的機器人通訊，預裝驅動器、可以直接使用的模板以及代碼示例支持ABB、Denso、Fanuc、Kawasaki、Kuka、Motoman和Staubli的機器人，還能夠與Mitsubishi、Adept、Epson及很多其他制造商的機器人進行通訊。離散I/O和串行協(xié)議能夠支持老式的PLC和設備，無需建立網(wǎng)絡連接。支持多種現(xiàn)場總線協(xié)議，包括CC-Link、DeviceNet和Profibus。
為了在操作員界面中集成圖像、質量數(shù)據(jù)和交互控制功能，系統(tǒng)還提供了可視化選項。一種常見的方法是將視覺系統(tǒng)圖像和用戶顯示屏幕嵌入到一個兼容NET或者ActiveX的用戶應用程序中去或者嵌入到一套來自Rockwell、Wonderware、Citect或者其他生產(chǎn)廠商的基于PC的HMI系統(tǒng)中去。OPC服務器能夠將視覺數(shù)據(jù)發(fā)送給HMI顯示器、SPC系統(tǒng)、工廠監(jiān)管系統(tǒng)和Microsoft Excel，用來監(jiān)控作業(yè)狀況并記錄統(tǒng)計數(shù)據(jù)。用戶可以使用軟件開發(fā)套件創(chuàng)建用戶界面來管理視覺系統(tǒng)。
ID讀取器應用
AOP功能搭配合適的軟件能夠用于在PLC建立新模塊以及定義輸入輸出接點。使用Rockwell公司的AOP功能通過EtherNet/IP連接視覺系統(tǒng)或者ID讀取器。第一步是將視覺系統(tǒng)電子數(shù)據(jù)表（EDS）導入Rockwell公司的EDS向導軟件RSLogix。EDS文件就是簡單的文本文件，網(wǎng)絡配置工具可以使用EDS文件用來定義產(chǎn)品并在網(wǎng)絡上對其進行委托。然后使用Rockwell公司的AOP配置工具導入視覺系統(tǒng)或者ID讀取器AOP。第三步就是在PLC上配置一個新模塊，增加獨立的名稱，分配讀取器IP地址。最終一步就是定義輸入和輸出接點，然后工程師編寫應用程序，然后在Rockwell Automation公司的編程環(huán)境下定義相關邏輯。
視覺向導機器人
鑄造廠在將重大40磅的鋁制離合器外殼遞交給客戶之前，必須先削掉澆鑄口，磨平毛刺。以前，一個操作員負責將鑄件放置到設備中去，削掉澆鑄口，另一個操作員手持鑄件磨平毛刺。Odyssey Machine公司開發(fā)了一種視覺向導的機器人，不再采用這些困難且危險的作業(yè)模式。機器視覺系統(tǒng)能夠識別傳送帶上的零件是八個零件中的哪一個，以及這個零件的位置。機器人隨后將零件夾起，將其放置到切割工位將澆鑄口削掉，然后機器人將零件從切割工位移除，并放置到第二個高速打磨工位的夾具上，將毛刺磨掉。
機器人夾持離合器外殼
車間在Allen-Bradley可編程邏輯控制器（PLC）的控制下運行，PLC通過以太網(wǎng)電纜與視覺系統(tǒng)相連接。Fanuc公司將一臺已經(jīng)退休的老舊機器人（Fanuc公司的S900W型）進行改造重制，并將其付諸于這個應用。通過以太網(wǎng)連接PLC可以很容易地與視覺系統(tǒng)連接在一起，因為以太網(wǎng)連接具有與PLC通訊所需的協(xié)議。視覺系統(tǒng)與RJ2機器人相連，通過數(shù)字輸入/輸出與機器人控制器通訊。視覺系統(tǒng)將零件識別信息和零件坐標發(fā)送給PLC，然后PLC再將這些信息發(fā)送給機器人控制器。
確認，跟蹤
在美國德州，每一個在批發(fā)環(huán)節(jié)銷售的烈性酒酒瓶上都必須附加印花標志，例如銷售給賓館和飯店的烈性酒。位于達拉斯的Good-Goody Liquor公司希望能夠自動完成讀取印花信息的過程，以確認每一個酒瓶上都有一個印花標志，并且將每一個酒瓶的編號都存儲在數(shù)據(jù)庫中以備之后審核之用。這種應用對條形碼讀取帶來了挑戰(zhàn)。此系統(tǒng)處理酒瓶的速率是每秒鐘一個酒瓶，酒瓶具有不同的形狀和底色，而且標簽的位置也不同，更不要提光照條件也一直在變化。
根據(jù)視覺系統(tǒng)的指引，機器人能夠從傳送帶上拾取離合器外殼。圖片來源：Cognex公司
Cisco-Eagle公司是一家主營搭建自動化貼標系統(tǒng)的公司，它與Good-Goody Liquor公司合作開發(fā)了一套系統(tǒng)，能夠自動完成一維條形碼的印花標志貼標作業(yè)，以及條形碼的讀取確認和追蹤。機器視覺功能用來識別不具有印花標簽的酒瓶，然后系統(tǒng)會將這些酒瓶從流水線上移除。機器視覺功能還被用來捕捉印花標簽號碼，然后將號碼存儲在數(shù)據(jù)庫中以備審核之用。
ID讀取器讀取印花條形碼信息，并對其進行確認和追蹤。圖片來源：Cognex公司。
ID讀取器通過EtherNet/IP協(xié)議完成通訊，配有PLC驅動，簡化了基層任務。一旦PLC中安裝好了驅動，攝像頭就能夠作為PLC的一個組件被調用，隨后可以對PLC進行編程，使用最少的代碼對攝像頭發(fā)出指令，例如捕捉圖像，不管是否檢測到條形碼都會給出一個反饋信號，然后將條形碼編號發(fā)送至數(shù)據(jù)庫，這些工作僅僅靠三行代碼就可以完成。
簡化通訊
過去采用PC與視覺系統(tǒng)和ID讀取器進行通訊的方法要求采購昂貴的硬件并開發(fā)有可能很復雜的軟件然后才能夠與工廠網(wǎng)絡接口。新一代的視覺系統(tǒng)和ID讀取器具有內置的以太網(wǎng)連接能力，同時還配有接口工具，可以直接與工廠自動化設備進行通訊，完成與工廠網(wǎng)絡的無縫連接。安裝時間和安裝成本也能夠降低，新設備提高了信息的可操作性，使信息能夠更方便地為其他應用程序所用，這進一步增加了視覺系統(tǒng)和ID讀取器的
