Verbindung mit SPS herstellen (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 die Echtzeit-Kommunikation zum Auslösen von Inspektionen, zum Empfangen von Ergebnissen und zur Integration der Bildverarbeitungsinspektion in Ihre automatisierten Produktionssysteme.

Video-Anleitung

Sehen Sie sich dieses Thema in Aktion an: Auto-Integration Builder

hinweis

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

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

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 SPS-Programmiersoftware (Studio 5000, TIA Portal usw.)
• Grundlegende Kenntnisse industrieller Netzwerkkonzepte

Verständnis der SPS-Kommunikationsprotokolle

EtherNet/IP

• Verwendet von: Hauptsächlich Allen-Bradley/Rockwell Automation SPS
• Vorteile: Hochgeschwindigkeits-Kommunikation, weit verbreitet, 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: Echtzeit-deterministische Kommunikation, erweiterte Diagnose
• Anwendungen: Siemens S7-SPS, 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 werden, bevor Sie die OV80i zu Ihrem SPS-Projekt hinzufügen können. Ohne diese erscheint die Kamera nicht im Modulkatalog.

1. Laden Sie die EDS-Datei von einer der folgenden Quellen herunter:
   • Die Weboberfläche der Kamera (Seite Industrial Ethernet > EtherNet/IP)
   • 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 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 generischen Ethernet-Moduls, bei dem Sie Assembly-Instanzen und Datengrößen manuell eingeben müssen.

Schritt 2: OV80i für EtherNet/IP konfigurieren

2.1 Auf Industrial-Ethernet-Einstellungen zugreifen

1. Öffnen Sie die Weboberfläche des OV80i
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 sich die Netzwerkeinstellungen Ihrer Kamera im Fenster „Device Information"

2.3 Netzwerkeinstellungen konfigurieren

1. Statische IP-Adresse festlegen (empfohlen für den Produktionsbetrieb)
   • Gehen Sie zu System Settings > Network
   • Konfigurieren Sie eine statische IP im gleichen Subnetz wie Ihre PLC
   • Beispiel: Kamera: 10.250.0.100, PLC: 10.250.0.50
2. Subnetzmaske konfigurieren (üblicherweise 255.255.255.0)
3. Gateway festlegen, falls für Ihr Netzwerk erforderlich

2.4 EtherNet/IP-Geräteeinstellungen konfigurieren

1. Device Name: Legen Sie einen aussagekräftigen Namen für Ihre Kamera fest
2. Assembly Configuration: Konfigurieren Sie die Eingangs-/Ausgangsdatenstrukturen
3. Connection Parameters: Stellen Sie geeignete Timeout- und RPI-Werte (Requested Packet Interval) ein
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 in der 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" (das 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 Eingangs-/Ausgangsdatengrößen
5. Klicken Sie auf "OK", um das Modul zu erstellen

4.3 I/O-Daten zuordnen

1. Eingangsdaten: Inspektionsergebnisse, Statusbits, Camera-Ready-Signale
2. Ausgangsdaten: Trigger-Befehle, Rezeptwechselanforderungen, Steuersignale
3. Erstellen Sie Tags in Ihrem PLC-Programm, um sie 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 (OV80i → PLC)

Output Assembly (PLC → OV80i)

Schritt 5: EtherNet/IP-Kommunikation testen

5.1 Verbindungsstatus überprüfen

1. Überprüfen Sie in Studio 5000 den Modulstatus in der I/O-Konfiguration
2. Ein grünes Häkchen zeigt eine erfolgreiche Verbindung an
3. Ein rotes X zeigt Kommunikationsprobleme an

5.2 Grundlegende Kommunikation testen

1. Überwachen Sie die Eingangsdaten der Kamera im PLC-Programm
2. Schalten Sie Ausgangssignale zur Kamera und überprüfen Sie die Reaktion
3. Prüfen 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 OV80i zu Ihrer Hardwarekonfiguration hinzufügen können. Ohne diese Datei erscheint die Kamera nicht im Hardwarekatalog.

1. Laden Sie die GSDML-Datei von einer der folgenden Quellen herunter:
   • 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 zu dem Ordner, in dem Sie die GSDML-Datei gespeichert haben, wählen Sie sie aus und klicken Sie auf Installieren
4. Schließen Sie nach der Installation den Dialog. Der OV80i erscheint nun im Hardwarekatalog.

GSDML-Datei erforderlich

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

Schritt 2: OV80i für PROFINET konfigurieren

2.1 Auf Industrial Ethernet-Einstellungen zugreifen

1. Öffnen Sie die Weboberfläche des OV80i
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: PROFINET verwaltet die IP-Adresse der Kamera, wenn es aktiviert ist
3. Die IP-Einstellungen der Kamera können durch die PLC-Konfiguration überschrieben werden

2.3 PROFINET-Geräteeinstellungen konfigurieren

1. PROFINET Device Name: Eindeutigen Namen für die Kamera festlegen
   • Beispiel: "OV80i_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 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"-Node abschließt
3. Dies setzt das Inspection Pass Bit in der PROFINET-Eingangsbaugruppe

Schritt 4: OV80i im TIA Portal hinzufügen

hinweis

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

4.1 OV80i zur Hardwarekonfiguration hinzufügen

1. Öffnen Sie im TIA Portal die Ansicht Geräte & Netze
2. Erweitern Sie im Hardware-Katalog die Optionen Weitere Feldgeräte > PROFINET IO
3. Suchen 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. Gerätename: Stellen Sie denselben Namen ein wie in der Kamera konfiguriert
2. IP-Adresse: Konfigurieren Sie die IP-Adresse (kann von der PLC verwaltet werden)
3. Aktualisierungszeit: Stellen Sie die Zykluszeit ein (Standard 128 ms empfohlen)
4. I/O-Daten: Konfigurieren Sie die Eingangs-/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 entsprechend der Kamerakonfiguration zu

Schritt 5: PROFINET-Kommunikation testen

5.1 Gerätestatus überprüfen

1. Überprüfen Sie im TIA Portal den Gerätestatus unter Geräte & Netze
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 Reaktion
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. Überprüfen Sie die Übertragung des Pass/Fail-Status
4. Prüfen Sie, ob das Zyklus-Timing den Anwendungsanforderungen entspricht

Schritt 5: Fehlersuche bei der PLC-Kommunikation

5.1 Häufige EtherNet/IP-Probleme

Problem	Symptome	Lösung
Verbindungs-Timeout	Modul zeigt rotes X in Studio 5000	IP-Adressen, Netzwerkverbindung, Firewall-Einstellungen prüfen
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 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, 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 prüfen und Kabelintegrität sicherstellen
3. Netzwerkverkehr überwachen auf Bandbreitenprobleme
4. Firewall-Einstellungen überprüfen, damit die Kommunikation nicht blockiert wird

Schritt 6: Leistungsoptimierung

6.1 Timing-Aspekte

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

6.2 Dateneffizienz

• Datengröße minimieren in I/O-Assemblies
• Geeignete Datentypen verwenden (BOOL vs. INT vs. REAL)
• Unnötige Daten vermeiden in zyklischer 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 Überlastung zu vermeiden
• IP-Adressbereiche planen für Skalierbarkeit

Erfolg! Ihre PLC-Kommunikation ist hergestellt

Ihre OV80i-Kamera kann jetzt:

✅ Mit PLCs kommunizieren über industrielle Protokolle

✅ Triggersignale empfangen von Automatisierungssystemen

✅ Inspektionsergebnisse senden an die PLC-Steuerlogik

✅ Nahtlos integrieren in die Produktionslinien-Automatisierung

✅ Remote-Rezeptwechsel unterstützen und Systemkoordination ermöglichen

Best Practices

Produktionsbereitstellung

• Statische IP-Adressen verwenden für konsistente Kommunikation
• Alle Netzwerkeinstellungen dokumentieren und Gerätekonfigurationen festhalten
• Gründlich testen vor der Produktionsbereitstellung
• Wartung planen und Fehlerbehebungsverfahren festlegen

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 Diagnose
• Kommunikationsstatistiken überwachen für Leistungstrends
• Gerätetreiber aktualisieren und Konfigurationsdateien bei Bedarf anpassen
• Dokumentation pflegen aller Netzwerkkonfigurationen

Nächste Schritte

Nach der Herstellung der PLC-Kommunikation:

1. Inspektionen über PLC auslösen — PLC-gesteuerte Inspektionen mit EtherNet/IP oder PROFINET einrichten
2. Rezepte über PLC wechseln — Kamerarezepte remote per PLC-Befehl umschalten
3. PLC-Kommunikationsdetails (EtherNet/IP) — Detaillierte Datenzuordnung, Assembly-Layouts und Timing
4. PLC-Steuerlogik entwickeln für Ihre spezifische Anwendung
5. Bedienoberflächen erstellen für Überwachung und Steuerung

📥 Dateien herunterladen

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

EtherNet/IP-Konfiguration

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

PROFINET-Konfiguration

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

Beispiel-PLC-Code

• Recipe Switch Routine - Ladder-Logik für den Rezeptwechsel

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

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

  • Vollständige Allen-Bradley-Routine zum Auslösen der Kamera und Verarbeiten der Ergebnisse

Hinweise zur Dateinutzung:

• 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)
• Einrichtung des digitalen Eingangstriggers
• Systemeinstellungen (Netzwerk/Zeit/Logs)
• Kamera-zu-PLC-Kommunikation schlägt fehl