Verbindung zur SPS herstellen (Ethernet/IP, PROFINET)

Diese Anleitung zeigt Ihnen, wie Sie Ihre OV20i-Kamera über EtherNet/IP- oder PROFINET-Protokolle mit industriellen SPSen verbinden. Diese Verbindungen ermöglichen die Echtzeitkommunikation zum Auslösen von Inspektionen, zum Empfangen von Ergebnissen und zur Integration der Bildverarbeitungsinspektion in Ihre automatisierten Produktionssysteme.

Video-Anleitung

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hinweis

Detaillierte Informationen zur Datenzuordnung und zum Timing finden Sie unter PLC Communication Details (EtherNet/IP)

Wann sollte die SPS-Kommunikation verwendet werden: Wenn Sie die Bildverarbeitungsinspektion in automatisierte Produktionslinien integrieren, Inspektionen durch SPS-Signale auslösen, Pass/Fail-Ergebnisse an SPSen senden oder die Bildverarbeitungsinspektion mit anderen Automatisierungsgeräten koordinieren möchten.

Voraussetzungen

• OV20i-Kamerasystem eingerichtet und mit dem Netzwerk verbunden
• SPS-System mit EtherNet/IP- oder PROFINET-Fähigkeit
• Netzwerkinfrastruktur, die Kamera und SPS verbindet
• Zugriff auf SPS-Programmiersoftware (Studio 5000, TIA Portal usw.)
• Grundkenntnisse industrieller Netzwerkkonzepte

Verständnis der SPS-Kommunikationsprotokolle

EtherNet/IP

• Verwendet von: Hauptsächlich Allen-Bradley/Rockwell Automation SPSen
• Vorteile: Hochgeschwindigkeitskommunikation, weit verbreitete Unterstützung, explizites und implizites Messaging
• Anwendungen: ControlLogix, CompactLogix und andere Rockwell-Plattformen
• Datenaustausch: Zyklische I/O- und nachrichtenbasierte Kommunikation

PROFINET

• Verwendet von: Siemens und anderen europäischen Herstellern
• Vorteile: Deterministische Echtzeitkommunikation, erweiterte Diagnose
• Anwendungen: Siemens S7-SPSen, verschiedene industrielle Automatisierungssysteme
• Datenaustausch: Zyklische I/O mit Echtzeit-Performance

Teil 1: EtherNet/IP-Verbindung

Schritt 1: EDS-Datei herunterladen und installieren

Die EDS-Datei (Electronic Data Sheet) muss in Studio 5000 installiert sein, bevor Sie die OV20i zu Ihrem SPS-Projekt hinzufügen können. Ohne sie erscheint die Kamera nicht im Modulkatalog.

1. Laden Sie die EDS-Datei herunter von einer der folgenden Quellen:
   • Der Web-Oberfläche der Kamera (Industrial Ethernet > EtherNet/IP-Seite)
   • Oder direkt hier: OV20i EDS File

2. Gehen Sie in Studio 5000 zu Tools > EDS Hardware Installation Tool

3. Wählen Sie Register an EDS file, dann Browse und wählen Sie die OV20i-EDS-Datei aus

4. Folgen Sie dem Installationsassistenten, um die EDS-Registrierung abzuschließen

EDS-Datei erforderlich

Sie können das OV20i-Modul in Studio 5000 nicht hinzufügen, ohne dass die EDS-Datei installiert ist. Das Gerät erscheint nicht im Dialog "Select Module Type". Wenn Sie diesen Schritt überspringen, bleibt Ihnen nur die Option eines Generic Ethernet Module, bei dem Sie Assembly-Instanzen und Datengrößen manuell eingeben müssen.

Schritt 2: OV20i für EtherNet/IP konfigurieren

2.1 Auf Industrial Ethernet-Einstellungen zugreifen

1. Öffnen Sie die OV20i-Weboberfläche
2. Navigieren Sie im linken Menü zu "Industrial Ethernet"
3. Die Konfigurationsseite für Industrial Ethernet wird angezeigt

2.2 EtherNet/IP-Protokoll aktivieren

1. Wählen Sie im Menü Industrial Ethernet das Protokoll "EtherNet/IP" aus
2. Klicken Sie auf "Enable", um die EtherNet/IP-Kommunikation zu aktivieren
3. Notieren Sie sich die Netzwerkeinstellungen Ihrer Kamera im Fenster Device Information

2.3 Netzwerkeinstellungen konfigurieren

1. Statische IP-Adresse festlegen (für den Produktivbetrieb empfohlen)
   • Gehen Sie zu System Settings > Network
   • Konfigurieren Sie eine statische IP im selben Subnetz wie Ihre PLC
   • Beispiel: Kamera: 192.168.1.100, PLC: 192.168.1.50
2. Subnetzmaske konfigurieren (in der Regel 255.255.255.0)
3. Gateway festlegen, falls für Ihr Netzwerk erforderlich

2.4 EtherNet/IP-Geräteeinstellungen konfigurieren

1. Device Name: Vergeben Sie einen aussagekräftigen Namen für Ihre Kamera
2. Assembly Configuration: Konfigurieren Sie die Ein-/Ausgangsdatenstrukturen
3. Connection Parameters: Legen Sie geeignete Timeout- und RPI-Werte (Requested Packet Interval) fest
4. Klicken Sie auf "Save", um die EtherNet/IP-Einstellungen zu übernehmen

Schritt 3: PLC-Rezepteinstellungen konfigurieren

3.1 PLC-Triggerung aktivieren (optional)

1. Navigieren Sie zu Recipe Editor > Imaging Setup
2. Setzen Sie den Trigger Mode auf "PLC Trigger"
3. Wichtig: Sobald PLC Trigger aktiviert ist, wird die manuelle Triggerung deaktiviert

3.2 Pass/Fail-Ausgabe konfigurieren

1. Navigieren Sie zu Recipe Editor > IO Block
2. Stellen Sie sicher, dass Ihre Inspektionslogik mit einem "Final Pass/Fail"-Knoten endet
3. Dadurch wird das Inspection-Pass-Bit im EtherNet/IP-Assembly gesetzt

Schritt 4: OV20i-Modul in Studio 5000 hinzufügen

4.1 OV20i-Modul zum PLC-Projekt hinzufügen

1. Öffnen Sie Ihr PLC-Projekt in Studio 5000
2. Gehen Sie im Projektbaum zu I/O Configuration
3. Rechtsklicken Sie auf das Ethernet-Modul und wählen Sie "New Module"

4. Suchen Sie im Modulkatalog nach "OV20i" oder "Overview" (das OV20i erscheint hier, weil Sie die EDS-Datei in Schritt 1 installiert haben)
5. Wählen Sie das OV20i-Modul aus und klicken Sie auf "Create"

4.2 Moduleigenschaften konfigurieren

1. Name: Geben Sie einen aussagekräftigen Namen für die Kamera ein
2. IP Address: Geben Sie die IP-Adresse des OV20i ein (z. B. 192.168.1.100)
3. RPI (Requested Packet Interval): Auf 100 ms oder nach Bedarf einstellen
4. Connection Parameters: Konfigurieren Sie die Ein-/Ausgangsdatengrößen
5. Klicken Sie auf "OK", um das Modul zu erstellen

4.3 I/O-Daten zuordnen

1. Eingangsdaten: Inspektionsergebnisse, Statusbits, Kamerabereitschaftssignale
2. Ausgangsdaten: Trigger-Befehle, Rezeptwechselanforderungen, Steuersignale
3. Erstellen Sie Tags in Ihrem PLC-Programm, um diese den I/O-Daten zuzuordnen
4. Beispiel für Eingangs-Tags:
   • Camera_InspectionPass: BOOL
   • Camera_Ready: BOOL
   • Camera_Busy: BOOL
5. Beispiel für Ausgangs-Tags:
   • Camera_Trigger: BOOL
   • Camera_RecipeSelect: INT

Input Assembly (OV20i → PLC)

Output Assembly (PLC → OV20i)

Schritt 5: EtherNet/IP-Kommunikation testen

5.1 Verbindungsstatus überprüfen

1. Überprüfen Sie in Studio 5000 den Modulstatus unter I/O Configuration
2. Ein grünes Häkchen zeigt eine erfolgreiche Verbindung an
3. Ein rotes X weist auf Kommunikationsprobleme hin

5.2 Grundlegende Kommunikation testen

1. Überwachen Sie die Eingangsdaten der Kamera im PLC-Programm
2. Schalten Sie Ausgangssignale an die Kamera und überprüfen Sie die Reaktion
3. Überprüfen Sie Diagnoseinformationen auf etwaige Fehlercodes

5.3 Trigger und Antwort testen

1. Aktivieren Sie den PLC-Trigger-Ausgang zur Kamera
2. Überwachen Sie die Inspektionsergebnisse in den PLC-Eingangsdaten
3. Überprüfen Sie, ob der Pass/Fail-Status korrekt aktualisiert wird
4. Prüfen Sie das Timing der Trigger- und Antwortzyklen

Teil 2: PROFINET-Verbindung

Schritt 1: GSDML-Datei herunterladen und installieren

Die GSDML-Datei (General Station Description Markup Language) muss im TIA Portal installiert werden, bevor Sie den OV20i zu Ihrer Hardwarekonfiguration hinzufügen können. Andernfalls erscheint die Kamera nicht im Hardwarekatalog.

1. Laden Sie die GSDML-Datei entweder herunter von:
   • der Weboberfläche der Kamera (Industrial Ethernet > PROFINET-Seite)
   • oder direkt hier: OV20i GSDML-Datei
2. Gehen Sie im TIA Portal zu Optionen > Gerätebeschreibungsdateien (GSD) verwalten
3. Navigieren Sie zu dem Ordner, in dem Sie die GSDML-Datei gespeichert haben, wählen Sie sie aus und klicken Sie auf Installieren
4. Schließen Sie den Dialog nach der Installation. Der OV20i wird nun im Hardwarekatalog angezeigt.

GSDML-Datei erforderlich

Sie können den OV20i im TIA Portal nicht hinzufügen, ohne dass die GSDML-Datei installiert ist. Das Gerät erscheint nicht unter „Weitere Feldgeräte > PROFINET IO" im Hardwarekatalog. Installieren Sie stets zuerst die GSDML-Datei.

Schritt 2: OV20i für PROFINET konfigurieren

2.1 Auf Industrial Ethernet-Einstellungen zugreifen

1. Öffnen Sie die Weboberfläche des OV20i
2. Navigieren Sie im linken Menü zu "Industrial Ethernet"
3. Wählen Sie aus den Optionen das Protokoll "PROFINET" aus

2.2 PROFINET-Protokoll aktivieren

1. Klicken Sie auf "Enable PROFINET", um das Protokoll zu aktivieren
2. Hinweis: Wenn PROFINET aktiviert ist, verwaltet es die IP-Adresse der Kamera
3. Die IP-Einstellungen der Kamera können durch die PLC-Konfiguration überschrieben werden

2.3 PROFINET-Geräteeinstellungen konfigurieren

1. PROFINET-Gerätename: Eindeutigen Namen für die Kamera festlegen
   • Beispiel: "OV20i_Line1_Station2"
   • Muss eindeutig sein, wenn mehrere Kameras an derselben PLC betrieben werden
2. Gerätekonfiguration: Beachten Sie die Gerätefunktionen und die Datenstruktur
3. Klicken Sie auf "Save", um die PROFINET-Einstellungen anzuwenden

Schritt 3: PLC-Rezepteinstellungen konfigurieren

3.1 PLC-Triggerung aktivieren (optional)

1. Navigieren Sie zu Recipe Editor > Imaging Setup
2. Stellen Sie Trigger Mode auf "PLC Trigger", falls erforderlich
3. Warnung: Manuelle Triggerung ist deaktiviert, wenn der PLC-Trigger aktiv ist

3.2 Pass/Fail-Logik konfigurieren

1. Navigieren Sie zu Recipe Editor > IO Block
2. Stellen Sie sicher, dass die Inspektionslogik mit einem "Final Pass/Fail"-Knoten abschließt
3. Dies setzt das Inspection-Pass-Bit im PROFINET-Eingangs-Assembly

Schritt 4: OV20i in TIA Portal hinzufügen

hinweis

Wenn Sie Daten von Node-RED zurück an die Profinet-PLC senden möchten, stellen Sie sicher, dass Sie die benutzerdefinierten Datenmodule (User Data - 64 bytes und User Results - 64 bytes) hinzufügen.

4.1 OV20i zur Hardwarekonfiguration hinzufügen

1. Öffnen Sie im TIA Portal die Ansicht Device & Networks
2. Erweitern Sie im Hardware catalog Other field devices > PROFINET IO
3. Suchen Sie das OV20i-Gerät und ziehen Sie es in die Netzwerkansicht
4. Verbinden Sie das OV20i mit der PROFINET-Schnittstelle Ihrer PLC

4.2 Geräteeigenschaften konfigurieren

1. Device Name: Setzen Sie denselben Namen wie in der Kamera konfiguriert
2. IP Address: Konfigurieren Sie die IP-Adresse (kann von der PLC verwaltet werden)
3. Update Time: Stellen Sie die Zykluszeit ein (Standardwert 128 ms empfohlen)
4. I/O Data: Konfigurieren Sie die Ein-/Ausgangsdatenmodule nach Bedarf

4.3 IP-Adresse und Gerätenamen zuweisen

1. Kompilieren Sie die Hardwarekonfiguration
2. Gehen Sie online mit der PLC
3. Weisen Sie dem OV20i-Gerät die IP-Adresse zu
4. Weisen Sie den Gerätenamen zu, der mit der Kamerakonfiguration übereinstimmt

Schritt 5: PROFINET-Kommunikation testen

5.1 Gerätestatus überprüfen

1. Überprüfen Sie im TIA Portal den Gerätestatus unter Device & Networks
2. Grüner Status zeigt eine erfolgreiche Kommunikation an
3. Roter Status zeigt Kommunikationsprobleme an

5.2 Datenaustausch testen

1. Überwachen Sie die Eingangsdaten von der Kamera im PLC-Programm
2. Steuern Sie die Ausgangsdaten zur Kamera und verifizieren Sie die Antwort
3. Überprüfen Sie die Diagnosepuffer auf Fehlermeldungen

5.3 Inspektionszyklus testen

1. Aktivieren Sie den PLC-Trigger zur Kamera
2. Überwachen Sie die Inspektionsergebnisse in den PLC-Eingangsdaten
3. Verifizieren Sie die Übertragung des Pass/Fail-Status
4. Prüfen Sie das Zyklus-Timing auf Einhaltung der Anwendungsanforderungen

Schritt 5: Fehlerbehebung der PLC-Kommunikation

5.1 Häufige EtherNet/IP-Probleme

Problem	Symptome	Lösung
Verbindungs-Timeout	Modul zeigt rotes X in Studio 5000	IP-Adressen, Netzwerkverbindung und Firewall-Einstellungen prüfen
Daten werden nicht aktualisiert	I/O-Daten bleiben statisch	EDS-Dateiversion prüfen, Assembly-Konfiguration überprüfen
Trigger funktioniert nicht	Kamera reagiert nicht auf PLC-Trigger	Trigger-Bit-Zuordnung prüfen, sicherstellen, dass der PLC-Ausgang aktiv ist
Langsame Antwort	Verzögerte Inspektionsergebnisse	RPI-Timing anpassen, Netzwerklast prüfen

5.2 Häufige PROFINET-Probleme

Problem	Symptome	Lösung
Gerät nicht gefunden	Kamera im TIA Portal nicht sichtbar	GSDML-Dateiinstallation prüfen, Gerätenamen verifizieren
IP-Adresskonflikte	Kommunikationsfehler	Eindeutige IP-Adressen sicherstellen, Subnetz-Konfiguration prüfen
Zykluszeitfehler	Watchdog-Timeouts	Zykluszeit erhöhen, Netzwerkleistung prüfen
Datenformatfehler	Falsche I/O-Daten	GSDML-Version verifizieren, Datenstruktur-Mapping prüfen

5.3 Netzwerkdiagnose

1. Ping-Test zwischen Kamera und PLC
2. Netzwerk-Switches und Kabelintegrität prüfen
3. Netzwerkverkehr überwachen auf Bandbreitenprobleme
4. Firewall-Einstellungen verifizieren, dass sie die Kommunikation nicht blockieren

Schritt 6: Leistungsoptimierung

6.1 Timing-Überlegungen

• EtherNet/IP RPI: Mit 100 ms beginnen, je nach Anwendungsanforderungen anpassen
• PROFINET-Zykluszeit: Standardwert 128 ms verwenden, nur bei Bedarf reduzieren
• Inspektionszeit: Gesamtinspektionszeit in der Zyklusplanung berücksichtigen
• Netzwerklatenz: Netzwerkverzögerungen in Timing-Berechnungen einbeziehen

6.2 Dateneffizienz

• Datenmenge minimieren in I/O-Assemblies
• Geeignete Datentypen verwenden (BOOL vs. INT vs. REAL)
• Unnötige Daten vermeiden in der zyklischen Kommunikation
• Explicit Messaging verwenden für nicht-kritische Daten

6.3 Netzwerkmanagement

• Managed Switches verwenden für bessere Diagnose
• Redundanz implementieren für kritische Anwendungen
• Netzwerkauslastung überwachen, um Überlastungen zu vermeiden
• IP-Adressbereiche planen für Skalierbarkeit

Erfolg! Ihre PLC-Kommunikation ist hergestellt

Ihre OV20i-Kamera kann jetzt:

✅ Mit PLCs kommunizieren über industrielle Protokolle

✅ Triggersignale empfangen von Automatisierungssystemen

✅ Inspektionsergebnisse senden an die PLC-Steuerungslogik

✅ Nahtlos integrieren in die Produktionslinien-Automatisierung

✅ Remote-Rezeptwechsel unterstützen und Systemkoordination

Best Practices

Produktionseinsatz

• Statische IP-Adressen verwenden für konsistente Kommunikation
• Alle Netzwerkeinstellungen dokumentieren und Gerätekonfigurationen
• Gründlich testen vor dem Produktionseinsatz
• Wartung planen und Fehlerbehebungsverfahren

Sicherheitsaspekte

• Industrielle Netzwerke segmentieren von Büronetzwerken
• Managed Switches verwenden mit geeigneten Sicherheitsfunktionen
• Netzwerkzugriff überwachen und Gerätekommunikation
• Firmware aktuell halten auf allen Netzwerkgeräten

Wartung

• Regelmäßige Netzwerk-Health-Checks und Diagnose
• Kommunikationsstatistiken überwachen für Leistungstrends
• Gerätetreiber aktualisieren und Konfigurationsdateien bei Bedarf
• Dokumentation pflegen aller Netzwerkkonfigurationen

Nächste Schritte

Nach Herstellung der PLC-Kommunikation:

1. Inspektionen vom PLC auslösen — Einrichten PLC-getriggerter Inspektionen über EtherNet/IP oder PROFINET
2. Rezepte vom PLC ändern — Kamera-Rezepte remote über PLC-Befehle wechseln
3. Details zur PLC-Kommunikation (EtherNet/IP) — Detailliertes Daten-Mapping, Assembly-Layouts und Timing
4. PLC-Steuerungslogik entwickeln für Ihre spezifische Anwendung
5. Bedienoberflächen erstellen zur Überwachung und Steuerung

📥 Download-Dateien

Laden Sie diese wichtigen Dateien für die PLC-Integration herunter:

EtherNet/IP-Konfiguration

• OV20i EDS-Datei - Electronic Data Sheet für Allen-Bradley Studio 5000
  • Erforderlich zur Konfiguration des OV20i-Moduls in ControlLogix/CompactLogix-Systemen

PROFINET-Konfiguration

• OV20i GSDML-Datei - Gerätebeschreibung für Siemens TIA Portal
  • Erforderlich zur Konfiguration des OV20i-Geräts in PROFINET-Netzwerken

Beispiel-PLC-Code

• Recipe Switch Routine - Ladder-Logik zum Umschalten von Rezepten

  • Komplette Allen-Bradley-Routine zum Wechseln von Kamera-Rezepten über PLC

• Camera Trigger Routine - Ladder-Logik zum Auslösen von Inspektionen

  • Komplette Allen-Bradley-Routine zum Auslösen der Kamera und zur Verarbeitung der Ergebnisse

Hinweise zur Dateiverwendung:

• EDS-Dateien: Import in Studio 5000 über Tools → EDS Hardware Installation Tool
• GSDML-Dateien: Import in TIA Portal über Options → Manage GSD Files
• L5X-Dateien: Ladder-Logik direkt in Ihr Allen-Bradley-Projekt importieren

🔗 Siehe auch

• PLC-Kommunikationsdetails (EtherNet/IP)
• Digitaleingang-Trigger einrichten
• Systemeinstellungen (Netzwerk/Zeit/Logs)
• Kamera-zu-PLC-Kommunikation schlägt fehl