在1964年于紐約舉辦的世界博覽會(huì)（World 's Fair）上，包括通用汽車(chē)（GM）、西屋電氣（Westinghouse）和IBM等在內(nèi)的公司紛紛展示了計(jì)算機(jī)未來(lái)的發(fā)展以及它們可能在制造業(yè)和通訊行業(yè)發(fā)揮的重要作用。例如，IBM展示了如何使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行手寫(xiě)識(shí)別。觀眾寫(xiě)上日期，計(jì)算機(jī)就會(huì)查找在該日期內(nèi)發(fā)生的事件。在貝爾系統(tǒng)（Bell System）的展館，觀眾可以用Picturephone（由座機(jī)電話和視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成）撥打可視電話。觀眾也可以撥打至加利福尼亞的迪斯尼樂(lè)園中舉辦的姐妹展。但是結(jié)果表明人們并不喜歡可視電話，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這種系統(tǒng)太笨重，用起來(lái)很不方便，而且會(huì)侵犯自己的隱私！

顯然，在過(guò)去五十年中，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化，我們使用計(jì)算機(jī)的方式也不例外。感謝互聯(lián)網(wǎng)，我們?nèi)缃窨梢苑奖愕睾团笥鸭八麄兊挠?jì)算機(jī)連接在一起。如今，“智能”以及聯(lián)網(wǎng)式的各種設(shè)備使我們能夠與世界另一端的同事聯(lián)系，或是即便我們不在家也可以調(diào)節(jié)恒溫器。

將智能設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，就是所謂的“物聯(lián)網(wǎng)”。但我們所說(shuō)的智能設(shè)備并不局限于消費(fèi)品：借助最近的創(chuàng)新，制造行業(yè)也可以實(shí)現(xiàn)這種“智能”化，這將允許工廠的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備、機(jī)器和儀器彼此之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet of Things，簡(jiǎn)稱IIoT）這一術(shù)語(yǔ)是由自動(dòng)化世界雜志（Automation World）的Richard Nass提出，這一創(chuàng)新正在改變制造行業(yè)的面貌。根據(jù)Manufacturing.net 網(wǎng)站的數(shù)據(jù)，IIOT市場(chǎng)價(jià)值高達(dá)14萬(wàn)億美元，制造業(yè)占據(jù)了27%的份額。IIOT由硬件和軟件、器械、系統(tǒng)集成、工廠網(wǎng)絡(luò)以及云技術(shù)組成。對(duì)制造商來(lái)說(shuō)，五年前他們只能在想象中出現(xiàn)的事情，如今在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的幫助下終于可以實(shí)現(xiàn)了。

激光打標(biāo)變?yōu)?ldquo;智能”

借助技術(shù)的進(jìn)步，IIOT讓制造商現(xiàn)在能夠自動(dòng)執(zhí)行許多以前必須人工操作的作業(yè)。工廠網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)設(shè)備和機(jī)器可以處理PLC可編程控制器系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)，例如根據(jù)預(yù)先確定的參數(shù)來(lái)自動(dòng)啟動(dòng)和停止生產(chǎn)程序。IIOT讓制造商可以集中控制工廠中的所有機(jī)器和設(shè)備，例如Lanmark Controls公司推出的新一代“智能”LEC激光打標(biāo)控制板（圖1）。

圖1：Lanmark Controls公司的“智能”LEC激光打標(biāo)控制板。

通過(guò)將這些新的“智能”控制板連接到工廠網(wǎng)絡(luò)，并與PLC實(shí)現(xiàn)通信，系統(tǒng)集成商創(chuàng)造的激光打標(biāo)系統(tǒng)能滿足以下挑戰(zhàn)：同時(shí)遠(yuǎn)程管理多個(gè)作業(yè)或多條自動(dòng)化生產(chǎn)線，這樣能提高效率并精簡(jiǎn)動(dòng)作和空間。

在智能控制板出現(xiàn)前，大的制造商，例如一個(gè)在韓國(guó)的圖制造商會(huì)有多臺(tái)電腦，每臺(tái)電腦控制一臺(tái)激光打標(biāo)機(jī)。如果要改變作業(yè)計(jì)劃，工廠里的工程師需要在每臺(tái)電腦上手動(dòng)上傳新工作，這個(gè)過(guò)程非常費(fèi)時(shí)并且低效。而借助如今的新型激光打標(biāo)控制板，這個(gè)制造商如今只有一個(gè)多LEC的PLC控制板。當(dāng)他們想改變作業(yè)時(shí)，工程師只需在PLC上進(jìn)行更改，然后網(wǎng)絡(luò)中的所有機(jī)器都會(huì)執(zhí)行同樣的操作。

此外，如果一名工廠經(jīng)理將工廠網(wǎng)絡(luò)中的智能激光打標(biāo)控制板連接到互聯(lián)網(wǎng)，這將在系統(tǒng)維護(hù)、監(jiān)控、操作、遠(yuǎn)程故障診斷和產(chǎn)品支持等方面開(kāi)辟新的可能性。例如，用戶可以選擇讓設(shè)備自動(dòng)升級(jí)，或者允許全球范圍的客戶或開(kāi)發(fā)商將他們的激光打標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案遠(yuǎn)程上傳到系統(tǒng)中。

LEC是如何工作的

LEC的工作方式類似于iPod。在iPod中，你可以下載歌曲然后選擇想要播放的歌曲，你可以無(wú)序播放這些歌曲，或是按照預(yù)設(shè)的列表來(lái)播放。

在LEC激光打標(biāo)控制器中，工廠的員工可以從工廠網(wǎng)絡(luò)中選擇預(yù)先編程好的激光打標(biāo)作業(yè)。工廠的工程師可以動(dòng)態(tài)地接入控制板，來(lái)更改跟蹤和可追溯性信息，例如日期、時(shí)間和批次，也可以接入生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)程序來(lái)更改打標(biāo)信息。

控制板如何實(shí)現(xiàn)智能化

在IIOT領(lǐng)域，LEC的優(yōu)勢(shì)在于它能給制造商提供多種接入的方法（圖2）。其中一個(gè)方法是使用應(yīng)用程序接口（Application Programming Interface）或是遠(yuǎn)程API來(lái)輸入和檢索并取回信息。作為通信協(xié)議通道，遠(yuǎn)程API可以在LEC與PLC或工廠后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)之間實(shí)現(xiàn)信息交流。

圖2：LEC為工業(yè)制造商提供了多個(gè)接入方法（插入的圖片由Mecco Marking and Traceability、康耐視公司和Rockwell Automation提供）。

Mecco Marking & Traceability公司的總裁David Sweet說(shuō)：“從歷史上看，打標(biāo)系統(tǒng)一直不能直接與PLC進(jìn)行通信。制造商面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)就是將自動(dòng)化零件打標(biāo)融入他們的工序中。遠(yuǎn)程API的雙向通信能力對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵。它使我們能夠做到以前不能實(shí)現(xiàn)的事情：將客戶的PLC可編程控制器與激光打標(biāo)設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫連接。”

根據(jù)Sweet 介紹，Mecco 開(kāi)發(fā)的EtherMark是一種以太網(wǎng)IP通信解決方案，能滿足智能化制造的需求，有效簡(jiǎn)化了激光打標(biāo)系統(tǒng)的自動(dòng)化及其與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的通信。

Sweet表示：“這意味著，客戶可以立即加載PLC中的配置文件，其中包含了常用的目標(biāo)模型（或指令集），例如加載文件、發(fā)送動(dòng)態(tài)信息，或是打標(biāo)的x-y坐標(biāo)位置。他們通過(guò)PLC可以在八分鐘之內(nèi)完成LEC的編程，節(jié)省數(shù)小時(shí)的編程時(shí)間。”

內(nèi)置的遠(yuǎn)程API功能還能讓制造商通過(guò)使用電腦、PLC或是其他連接設(shè)備來(lái)控制LEC。借助此功能，系統(tǒng)集成商設(shè)計(jì)的激光打標(biāo)設(shè)備可以讓工廠的工程師遠(yuǎn)程接入這些設(shè)備，同時(shí)還能以各種方式來(lái)操縱和控制數(shù)據(jù)，包括TCP/IP協(xié)議以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的電腦、PLC或者智能手機(jī)/平板電腦發(fā)出的串口命令。

另一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)是數(shù)據(jù)。由于遠(yuǎn)程API能實(shí)現(xiàn)信息交流，LEC因而能夠收集數(shù)據(jù)，并在制造商需要做出一些關(guān)鍵決定時(shí)提供重要信息，例如是否增加第二班次，分析一條生產(chǎn)線的效率比另一條低的原因，或是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)打標(biāo)了多少個(gè)小零件。

遠(yuǎn)程API 還能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的激光打標(biāo)功能：例如一家制造商使用遠(yuǎn)程API來(lái)配合一條高速自動(dòng)化玻璃瓶打標(biāo)生產(chǎn)線。用一個(gè)攝像頭來(lái)查證剛出爐的“熱”瓶，一旦通過(guò)檢查，就會(huì)將此信息以“是/否”或“0/1”的格式傳遞到LEC中。如果瓶子通過(guò)檢驗(yàn)，它將被打標(biāo)上一個(gè)遞增的序列號(hào)和二維條碼；如果它沒(méi)有通過(guò)檢驗(yàn)，它將被打標(biāo)上一個(gè)“廢品”代碼。所有這一切都發(fā)生在幾分之一秒內(nèi)。

網(wǎng)絡(luò)上的“節(jié)點(diǎn)”

智能激光打標(biāo)控制板可以與工廠網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，就像你的打印機(jī)通過(guò)WIFI或以太網(wǎng)連接到家中的網(wǎng)絡(luò)（圖3）。通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)激光打標(biāo)控制板，制造商可以在多條生產(chǎn)線中同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或者零件的劃片、切割、打標(biāo)等工序，啟動(dòng)或停止進(jìn)行中的作業(yè)，或是更換作業(yè)，甚至打標(biāo)移動(dòng)的零件。

圖3：智能激光打標(biāo)控制板通過(guò)WiFi或以太網(wǎng)連接到一家工廠的網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)LEC檢測(cè)到一臺(tái)機(jī)器上有什么不妥時(shí)，它還可以向工廠經(jīng)理發(fā)送通知。如果系統(tǒng)允許的話，工廠經(jīng)理可以確定問(wèn)題的根源并立即處理它，這一切都是通過(guò)使用他們的智能手機(jī)或平板電腦來(lái)以遠(yuǎn)程方式實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)營(yíng)者和經(jīng)理只需使用他們?cè)O(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以查看機(jī)器的狀態(tài)并控制它們。

不再需要電腦

借助智能激光控制板，系統(tǒng)集成商可以建立一個(gè)不需要電腦的激光打標(biāo)系統(tǒng)；該系統(tǒng)安裝在工廠車(chē)間或生產(chǎn)線上，只需簡(jiǎn)單地將其“插”入網(wǎng)絡(luò)中就可以成為“智能”化生產(chǎn)環(huán)境中的一個(gè)部分了。因?yàn)長(zhǎng)EC是一個(gè)“獨(dú)立”的控制板，制造商可以不必加入一臺(tái)個(gè)人電腦?，F(xiàn)在這個(gè)控制板成為了智能化網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，能夠在需要的時(shí)候與API通信，或是在準(zhǔn)備好之前保持“沉默”。

Lanmark Controls看到了市場(chǎng)對(duì)智能激光打標(biāo)系統(tǒng)的需求，因而開(kāi)發(fā)出了這一高性能的LEC控制板，它可以無(wú)縫接入到新的自動(dòng)化系統(tǒng)。實(shí)時(shí)通信、分析和使用數(shù)據(jù)，在整個(gè)工廠環(huán)境內(nèi)的互聯(lián)互通能力，如今這些都是制造商考慮的關(guān)鍵要素。Lanmark Control的新型“智能”LEC控制板是滿足上述需求的出色選擇。

◆ 說(shuō)明：EtherMark是Mecco Marking &Traceability公司的商標(biāo)。

◆ CHRIS OSKIRKO （coskirko@lanmarkcontrols.com）是Lanmark Controls公司（總部位于馬薩諸塞州的Acton）主管市場(chǎng)和銷售的副總裁。