Verbindung zur SPS (Ethernet/IP, PROFINET)

Diese Anleitung zeigt Ihnen, wie Sie Ihre OV80i-Kamera über EtherNet/IP- oder PROFINET-Protokolle mit industriellen SPS verbinden. Diese Verbindungen ermöglichen eine Echtzeitkommunikation zum Auslösen von Inspektionen, 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 SPS-Kommunikation verwenden: Wenn Sie die Bildverarbeitungsinspektion in automatisierte Produktionslinien integrieren, Inspektionen durch SPS-Signale auslösen, Pass/Fail-Ergebnisse an SPS senden oder die Bildverarbeitungsinspektion mit anderen Automatisierungsgeräten koordinieren müssen.

Voraussetzungen

• OV80i-Kamerasystem eingerichtet und mit dem Netzwerk verbunden
• SPS-System mit EtherNet/IP- oder PROFINET-Fähigkeit
• Netzwerkinfrastruktur, die Kamera und SPS verbindet
• Zugriff auf die SPS-Programmiersoftware (Studio 5000, TIA Portal usw.)
• Grundlegendes Verständnis der industriellen Netzwerktechnik

Verständnis der SPS-Kommunikationsprotokolle

EtherNet/IP

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

PROFINET

• Verwendet von: Siemens und anderen europäischen Herstellern
• Vorteile: Echtzeit-deterministische Kommunikation, erweiterte Diagnose
• Anwendungen: Siemens S7 SPS, verschiedene industrielle Automatisierungssysteme
• Datenaustausch: Zyklisches I/O mit Echtzeit-Leistung

Teil 1: EtherNet/IP-Verbindung

Schritt 1: EDS-Datei herunterladen und installieren

Die EDS-Datei (Electronic Data Sheet) muss in Studio 5000 installiert werden, bevor Sie den OV80i zu Ihrem SPS-Projekt hinzufügen können. Ohne sie erscheint die Kamera nicht im Modulkatalog.

1. Laden Sie die EDS-Datei von einem der folgenden Orte herunter:
   • Die Weboberfläche der Kamera (Industrial Ethernet > EtherNet/IP-Seite)
   • Oder direkt hier: OV80i 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 OV80i EDS-Datei aus

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

EDS-Datei erforderlich

Sie können das OV80i-Modul in Studio 5000 nicht ohne installierte EDS-Datei hinzufügen. Das Gerät erscheint nicht im Dialog "Select Module Type". Wenn Sie diesen Schritt überspringen, bleibt Ihnen nur ein Generic Ethernet Module, das die manuelle Eingabe von Assembly-Instanzen und Datengrößen erfordert.

Schritt 2: OV80i für EtherNet/IP konfigurieren

2.1 Zugriff auf Industrial Ethernet-Einstellungen

1. Öffnen Sie die OV80i-Weboberfläche
2. Navigieren Sie im linken Menü zu "Industrial Ethernet"
3. Sie sehen die Konfigurationsseite für Industrial Ethernet

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 die Netzwerkeinstellungen Ihrer Kamera im Fenster Device Information

2.3 Netzwerkeinstellungen konfigurieren

1. Statische IP-Adresse festlegen (empfohlen für den Produktivbetrieb)
   • Gehen Sie zu System Settings > Network
   • Konfigurieren Sie eine statische IP im selben Subnetz wie Ihre PLC
   • Beispiel: Kamera: 10.250.0.100, PLC: 10.250.0.50
2. Subnetzmaske konfigurieren (typischerweise 255.255.255.0)
3. Gateway festlegen, sofern 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-/Ausgangs-Datenstrukturen
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 zum Recipe Editor > Imaging Setup
2. Stellen Sie Trigger Mode auf "PLC Trigger" ein
3. Wichtig: Sobald PLC Trigger aktiviert ist, wird die manuelle Triggerung deaktiviert

3.2 Pass/Fail-Ausgang konfigurieren

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

Schritt 4: OV80i-Modul in Studio 5000 hinzufügen

4.1 OV80i-Modul zum PLC-Projekt hinzufügen

1. Öffnen Sie in Studio 5000 Ihr PLC-Projekt
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 "OV80i" oder "Overview" (der OV80i erscheint hier, weil Sie die EDS-Datei in Schritt 1 installiert haben)
5. Wählen Sie das OV80i-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 OV80i ein (z. B. 10.250.0.100)
3. RPI (Requested Packet Interval): Auf 100 ms oder nach Bedarf einstellen
4. Connection Parameters: Konfigurieren Sie die Größen der Ein-/Ausgangsdaten
5. Klicken Sie auf "OK", um das Modul zu erstellen

4.3 I/O-Daten zuordnen

1. Eingangsdaten: Inspektionsergebnisse, Statusbits, Kamera-Bereitschaftssignale
2. Ausgangsdaten: Trigger-Befehle, Rezeptwechselanforderungen, Steuersignale
3. Erstellen Sie Tags in Ihrem PLC-Programm zur Zuordnung zu den I/O-Daten
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 (OV80i → PLC)

Output Assembly (PLC → OV80i)

Schritt 5: EtherNet/IP-Kommunikation testen

5.1 Verbindungsstatus überprüfen

1. Prüfen Sie in Studio 5000 den Modulstatus in der I/O-Konfiguration
2. Grünes Häkchen zeigt eine erfolgreiche Verbindung an
3. 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. Prüfen Sie die 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 die OV80i zu Ihrer Hardwarekonfiguration hinzufügen können. Ohne sie erscheint die Kamera nicht im Hardwarekatalog.

1. Laden Sie die GSDML-Datei herunter, entweder:
   • Über die Weboberfläche der Kamera (Industrial Ethernet > PROFINET-Seite)
   • Oder direkt hier: OV80i GSDML-Datei
2. Gehen Sie im TIA Portal zu Optionen > Gerätebeschreibungsdateien (GSD) verwalten
3. Navigieren Sie zum Ordner, in dem Sie die GSDML-Datei gespeichert haben, wählen Sie sie aus und klicken Sie auf Installieren
4. Nach der Installation schließen Sie den Dialog. Die OV80i erscheint nun im Hardwarekatalog.

GSDML-Datei erforderlich

Sie können die OV80i im TIA Portal nicht hinzufügen, ohne dass die GSDML-Datei installiert ist. Das Gerät erscheint dann nicht unter Weitere Feldgeräte > PROFINET IO im Hardwarekatalog. Installieren Sie immer zuerst die GSDML-Datei.

Schritt 2: OV80i für PROFINET konfigurieren

2.1 Industrial-Ethernet-Einstellungen aufrufen

1. Öffnen Sie die Weboberfläche der OV80i
2. Navigieren Sie im linken Menü zu "Industrial Ethernet"
3. Wählen Sie das Protokoll "PROFINET" aus den Optionen

2.2 PROFINET-Protokoll aktivieren

1. Klicken Sie auf "Enable PROFINET", um das Protokoll zu aktivieren
2. Hinweis: PROFINET verwaltet bei Aktivierung 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 Device Name: Legen Sie einen eindeutigen Namen für die Kamera fest
   • Beispiel: "OV80i_Line1_Station2"
   • Muss eindeutig sein, wenn mehrere Kameras an derselben PLC betrieben werden
2. Gerätekonfiguration: Beachten Sie die Gerätefunktionen und Datenstruktur
3. Klicken Sie auf "Save", um die PROFINET-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 Trigger Mode bei Bedarf auf "PLC Trigger"
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 dem "Final Pass/Fail"-Knoten abschließt
3. Damit wird das Inspection Pass-Bit im PROFINET-Input-Assembly gesetzt

Schritt 4: OV80i im 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 OV80i zur Hardwarekonfiguration hinzufügen

1. Öffnen Sie im TIA Portal die Ansicht Device & Networks
2. Erweitern Sie im Hardware catalog den Eintrag Other field devices > PROFINET IO
3. Lokalisieren Sie das OV80i-Gerät und ziehen Sie es in die Netzwerkansicht
4. Verbinden Sie das OV80i mit der PROFINET-Schnittstelle Ihrer PLC

4.2 Geräteeigenschaften konfigurieren

1. Device Name: Geben Sie denselben Namen ein, der in der Kamera konfiguriert wurde
2. IP Address: Konfigurieren Sie die IP-Adresse (kann von der PLC verwaltet werden)
3. Update Time: Legen Sie die Zykluszeit fest (Standard 128 ms empfohlen)
4. I/O Data: Konfigurieren Sie 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 die IP-Adresse dem OV80i-Gerät zu
4. Weisen Sie den Gerätenamen passend zur Kamerakonfiguration zu

Schritt 5: PROFINET-Kommunikation testen

5.1 Gerätestatus überprüfen

1. Überprüfen Sie im TIA Portal den Gerätestatus unter Device & Networks
2. Grüner Status zeigt 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 an die Kamera und überprüfen Sie die Antwort
3. Prüfen Sie die Diagnosepuffer auf Fehlermeldungen

5.3 Inspektionszyklus testen

1. Aktivieren Sie den PLC-Trigger an die Kamera
2. Überwachen Sie die Inspektionsergebnisse in den PLC-Eingangsdaten
3. Überprüfen Sie die Übertragung des Pass/Fail-Status
4. Prüfen Sie, ob das Zyklus-Timing die Anwendungsanforderungen erfüllt

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 überprüfen
Daten werden nicht aktualisiert	I/O-Daten bleiben statisch	EDS-Dateiversion überprüfen, Assembly-Konfiguration prüfen
Trigger funktioniert nicht	Kamera reagiert nicht auf PLC-Trigger	Trigger-Bit-Mapping überprüfen, sicherstellen, dass der PLC-Ausgang aktiv ist
Langsame Reaktion	Verzögerte Inspektionsergebnisse	RPI-Timing anpassen, Netzwerklast überprüfen

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, Subnetzkonfiguration prüfen
Zykluszeitfehler	Watchdog-Timeouts	Zykluszeit erhöhen, Netzwerkleistung prüfen
Datenformatfehler	Fehlerhafte I/O-Daten	GSDML-Version verifizieren, Datenstrukturzuordnung 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, damit sie die Kommunikation nicht blockieren

Schritt 6: Leistungsoptimierung

6.1 Timing-Überlegungen

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

6.2 Dateneffizienz

• Datengröße 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 eingerichtet

Ihre OV80i-Kamera kann nun:

✅ Mit PLCs kommunizieren über industrielle Protokolle

✅ Trigger-Signale empfangen von Automatisierungssystemen

✅ Inspektionsergebnisse senden an die PLC-Steuerungslogik

✅ Nahtlos integrieren in die Produktionslinienautomatisierung

✅ Remote-Rezeptwechsel und Systemkoordination unterstützen

Best Practices

Produktionseinsatz

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

Sicherheitsaspekte

• Industrienetzwerke segmentieren von Büronetzwerken
• Managed Switches verwenden mit geeigneten Sicherheitsfunktionen
• Netzwerkzugriff überwachen sowie Gerätekommunikation
• Firmware aktuell halten auf allen Netzwerkgeräten

Wartung

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

Nächste Schritte

Nach dem Aufbau der PLC-Kommunikation:

1. Inspektionen von der PLC auslösen — PLC-gesteuerte Inspektionen mit EtherNet/IP oder PROFINET einrichten
2. Rezepte von der PLC ändern — Kamerarezepte remote über PLC-Befehle umschalten
3. Details zur PLC-Kommunikation (EtherNet/IP) — Detaillierte Datenzuordnung, Assembly-Layouts und Timing
4. PLC-Steuerungslogik entwickeln für Ihre spezifische Anwendung
5. Bedienoberflächen erstellen für Überwachung und Steuerung

📥 Dateien herunterladen

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

EtherNet/IP-Konfiguration

• OV80i EDS-Datei - Electronic Data Sheet für Allen-Bradley Studio 5000
  • Erforderlich für die Konfiguration des OV80i-Moduls in ControlLogix/CompactLogix-Systemen

PROFINET-Konfiguration

• OV80i GSDML-Datei - Gerätebeschreibung für Siemens TIA Portal
  • Erforderlich für die Konfiguration des OV80i-Geräts in PROFINET-Netzwerken

PLC-Beispielcode

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

  • Vollständige Allen-Bradley-Routine zum Wechseln von Kamerarezepten über PLC

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

  • Vollständige 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: Import der Ladder-Logik direkt in Ihr Allen-Bradley-Projekt

🔗 Siehe auch

• PLC-Kommunikationsdetails (EtherNet/IP)
• Einrichtung des digitalen Eingangs-Triggers
• Systemeinstellungen (Netzwerk/Zeit/Logs)
• Kamera-zu-PLC-Kommunikation schlägt fehl