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连接 PLC（EtherNet/IP，PROFINET）

本指南演示如何通过 EtherNet/IP 或 PROFINET 协议，将 OV20i 相机连接到工业 PLC。此类连接实现实时通信，用于触发视觉检测、接收结果，以及将视觉检测集成到自动化生产系统中。

备注

有关数据映射和时序信息的详细信息，请参阅 PLC 通信详细信息（EtherNet/IP）

何时使用 PLC 通信： 当需要将视觉检测与自动化生产线集成、从 PLC 信号触发检测、将合格/不合格结果发送到 PLC，或将视觉检测与其他自动化设备协同工作时。

先决条件​

  • OV20i 相机系统已安装并连接到网络
  • 具备 EtherNet/IP 或 PROFINET 功能的 PLC 系统
  • 连接相机和 PLC 的网络基础设施
  • 访问 PLC 编程软件（如 Studio 5000、TIA Portal 等）
  • 对工业网络概念的基本了解

了解 PLC 通信协议​

EtherNet/IP​

  • 用于： 主要由 Allen-Bradley/Rockwell Automation 的 PLC 使用
  • 优点： 高速通信、广泛支持、显式和隐式消息传输
  • 应用： ControlLogix、CompactLogix 及其他 Rockwell 平台
  • 数据交换： 周期性 I/O 和基于消息的通信

PROFINET​

  • 用于： 西门子及其他欧洲制造商
  • 优点： 实时确定性通信、先进诊断
  • 应用： 西门子 S7 PLC 与各类工业自动化系统
  • 数据交换： 具实时性能的循环 I/O

第 1 部分：EtherNet/IP 连接​

第 1 步：为 EtherNet/IP 配置 OV20i​

工业以太网页面上的 EtherNet/IP 协议选项

1.1 访问工业以太网设置​

  1. 打开 OV20i 的 Web 界面
  2. 在左侧菜单中导航至 "Industrial Ethernet"
  3. 您将看到工业以太网配置页面

1.2 启用 EtherNet/IP 协议​

  1. 在 Industrial Ethernet 菜单中，选择 "EtherNet/IP" 协议
  2. 点击 "Enable" 以激活 EtherNet/IP 通信
  3. 在设备信息窗口中记录相机的网络设置

1.3 配置网络设置​

  1. 设置静态 IP 地址（生产环境推荐）
    • 转到 System Settings > Network
    • 将静态 IP 配置在与 PLC 同一子网
    • 例：相机: 192.168.1.100，PLC: 192.168.1.50
  2. 配置子网掩码（通常为 255.255.255.0）
  3. 如网络需要，设置网关

1.4 配置 EtherNet/IP 设备设置​

  1. 设备名称：为相机设置有意义的名称
  2. 装配配置：配置输入/输出数据结构
  3. 连接参数：设置合适的超时和 RPI（Requested Packet Interval）值
  4. 点击 "Save" 以应用 EtherNet/IP 设置

第 2 步：配置 PLC 配方设置​

2.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 导航到 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 在 Photometric Control 中，将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"
  3. 重要： 一旦启用 PLC Trigger，手动触发将被禁用

2.2 配置 Pass/Fail Output​

  1. 进入 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保你的检查逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这将设置 EtherNet/IP 组装中的 Inspection Pass 位

第 3 步：在 PLC 侧配置（Allen-Bradley 示例）​

3.1 安装 EDS 文件​

  1. 从 Overview.ai 支持或相机接口下载 EDS 文件

EDS File Download

  1. 在 Studio 5000，进入 Tools > EDS Hardware Installation Tool

EDS Hardware Installation Tool in the Studio 5000 Tools Menu

  1. Browse 并选择 OV20i EDS 文件

Studio 5000 Device Description File Installation Tool

  1. 按照安装向导完成 EDS 安装

3.2 将 OV20i 模块添加到 PLC 项目​

  1. 在 Studio 5000，打开你的 PLC 项目
  2. 转到项目树中的 I/O Configuration
  3. Right-click 于以太网模块并选择 "New Module"

New Module Option in the Studio 5000 Controller Organizer

  1. Search 在模块目录中搜索 "OV20i" 或 "Overview"
  2. Select OV20i 模块并点击 "Create"

Studio 5000 Select Module Type Window

3.3 配置模块属性​

  1. Name：输入对相机的描述性名称
  2. IP Address：输入 OV20i 的 IP 地址（例如 192.168.1.100）
  3. RPI (Requested Packet Interval)：设置为 100ms 或按需
  4. Connection Parameters：配置输入/输出数据大小
  5. 点击 "OK" 以创建模块

Studio 5000 New Module Properties

3.4 映射 I/O 数据​

  1. Input Data：检查结果、状态位、摄像头就绪信号
  2. Output Data：触发命令、配方变更请求、控制信号
  3. 在你的 PLC 程序中创建标签以映射到 I/O 数据
  4. 示例输入标签：
    • Camera_InspectionPass: BOOL
    • Camera_Ready: BOOL
    • Camera_Busy: BOOL
  5. 示例输出标签：
    • Camera_Trigger: BOOL
    • Camera_RecipeSelect: INT

Input Assembly (OV20i → PLC)

Byte and bit layout of the OV20i input assembly

Output Assembly (PLC → OV20i)

Byte and bit layout of the OV20i output assembly

第 4 步：测试 EtherNet/IP 通信​

4.1 验证连接状态​

  1. 在 Studio 5000 中，在 I/O Configuration 检查模块状态
  2. 绿色勾号 表示连接成功
  3. 红色 X 表示通信问题

4.2 测试基本通信​

  1. 在 PLC 程序中监视来自相机的输入数据
  2. 向相机输出信号进行切换并验证响应
  3. 检查诊断信息以了解是否有错误代码

4.3 测试触发与响应​

  1. 启用 PLC 触发输出到相机
  2. 在 PLC 输入数据中监视检测结果
  3. 验证通过/不通过状态能正确更新
  4. 检查触发和响应周期的时序

第 2 部分：PROFINET 连接​

步骤 1：为 PROFINET 配置 OV20i​

1.1 访问工业以太网设置​

  1. 打开 OV20i 的网页界面
  2. 在左侧菜单中导航至 "Industrial Ethernet"
  3. 从选项中选择 "PROFINET" 协议

image.png

1.2 启用 PROFINET 协议​

  1. 点击 "Enable PROFINET" 以激活协议
  2. 注：开启后，PROFINET 将管理相机 IP 地址
  3. 相机 IP 设置可能会被 PLC 配置覆盖

1.3 配置 PROFINET 设备设置​

  1. PROFINET Device Name：为相机设置唯一名称
    • 例子： "OV20i_Line1_Station2"
    • 若同一 PLC 上有多台相机，必须唯一
  2. Device Configuration：记录设备能力和数据结构
  3. 点击 "Save" 以应用 PROFINET 设置

步骤 2：配置 PLC 配方设置​

2.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 导航至 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 如有需要，将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"
  3. 警告： 当 PLC 触发开启时，手动触发将被禁用

2.2 配置通过/失败逻辑​

  1. 导航至 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保检测逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这会在 PROFINET 输入阵列中设置 Inspection Pass 位

步骤 3：配置 PLC 侧（西门子示例）​

3.1 安装 GSDML 文件​

  1. 从 Overview.ai 支持获取 GSDML 文件
  2. 在 TIA Portal，转到 Options > Manage general station description files (GSD)
  3. 点击 "Install GSD file"，并选择 OV20i 的 GSDML 文件
  4. 完成安装过程
备注

如果您希望从 Node-RED 向 Profinet PLC 返回数据，请确保添加自定义数据模块（User Data - 64 bytes和User Results - 64 bytes）。

User Data and User Results modules.png

Custom Data via Node-RED module IDs.png

3.2 将 OV20i 添加到硬件配置​

  1. 在 TIA Portal 中，打开 Device & Networks 视图
  2. 从 Hardware catalog，展开 Other field devices > PROFINET IO
  3. 定位 OV20i 设备并将其拖到网络视图
  4. 将 OV20i 连接到 PLC 的 PROFINET 接口

3.3 配置设备属性​

  1. 设备名称：设置与相机配置相同的名称
  2. IP 地址：配置 IP 地址（可能由 PLC 管理）
  3. 循环时间：设置循环时间（默认建议 128ms）
  4. I/O 数据：按需配置输入/输出数据模块

3.4 分配 IP 地址和设备名称​

  1. 编译 硬件配置
  2. 与 PLC 联机
  3. 为 OV20i 设备分配 IP 地址
  4. 分配设备名称，与相机配置一致

第 4 步：测试 PROFINET 通信​

4.1 验证设备状态​

  1. 在 TIA Portal 中，在 Device & Networks 查看设备状态
  2. 绿色状态 表示通信成功
  3. 红色状态 表示通信问题

4.2 测试数据交换​

  1. 在 PLC 程序中监控来自相机的输入数据
  2. 对相机输出数据进行控制并验证响应
  3. 检查诊断缓冲区中的任何错误信息

image.png

4.3 测试检测循环​

  1. 激活 PLC 触发信号以触发相机
  2. 在 PLC 输入数据中监控检测结果
  3. 验证通过/失败状态的传输
  4. 检查循环时间是否符合应用要求

第 5 步：故障排除 PLC 通信​

5.1 常见 EtherNet/IP 问题​

问题现象解决方法
连接超时Studio 5000 中模块显示红色 X检查 IP 地址、网络连通性、防火墙设置
数据未更新I/O 数据保持静态验证 EDS 文件版本，检查组装配置
触发不起作用相机对 PLC 触发无响应检查触发位映射，验证 PLC 输出为活动状态
响应缓慢检测结果延迟调整 RPI，检查网络负载

5.2 常见 PROFINET 问题​

问题现象解决方法
设备未找到相机在 TIA Portal 中不可见检查 GSDML 文件安装，验证设备名称
IP 地址冲突通信错误确保 IP 地址唯一，检查子网配置
循环时间错误看门狗超时增加循环时间，检查网络性能
数据格式错误I/O 数据错误验证 GSDML 版本，检查数据结构映射

5.3 网络诊断​

  1. 在相机与 PLC 之间进行 Ping 测试
  2. 检查网络交换机和电缆完整性
  3. 监控网络流量，以排查带宽问题
  4. 验证防火墙设置，确保不阻塞通信

第 6 步：性能优化​

6.1 时序考虑​

  • EtherNet/IP RPI：初始设定为 100 ms，按应用需求进行调整
  • PROFINET Cycle Time：默认 128 ms，只有在需要时才降低
  • Inspection Time：在循环计划中考虑总检测时间
  • Network Latency：在时序计算中考虑网络延迟

6.2 数据效率​

  • Minimize data size 在 I/O 数据模块中尽量减少数据量
  • Use appropriate data types（BOOL 与 INT、REAL）
  • Avoid unnecessary data 在循环通信中
  • Use explicit messaging 对于非关键数据

6.3 网络管理​

  • 使用托管交换机以获得更好的诊断
  • 实现冗余以保障关键应用
  • 监控网络利用率以防止拥塞
  • 为可扩展性规划 IP 地址范围

成功！您的 PLC 通信已建立​

您的 OV20i 相机现在可以：

✅ 使用工业协议与 PLC 通信

✅ 从自动化系统接收触发信号

✅ 将检测结果发送至 PLC 控制逻辑

✅ 与生产线自动化无缝集成

✅ 支持远程配方变更及系统协调

最佳实践​

生产部署​

  • 为了实现一致的通信，请使用静态 IP 地址
  • 记录所有网络设置和设备配置
  • 在生产部署前进行彻底测试
  • 制定维护和排错程序

安全性考虑​

  • 将工业网络与办公网络进行隔离
  • 使用具备适当安全特性的托管交换机
  • 监控网络访问与设备通信
  • 保持所有网络设备的固件更新

维护​

  • 定期进行网络健康检查和诊断
  • 监控通信统计数据以了解性能趋势
  • 按需更新设备驱动程序和配置文件
  • 维护所有网络配置的文档

下一步​

建立 PLC 通信后：

  1. 为您的具体应用开发 PLC 控制逻辑
  2. 创建用于监控和控制的操作员界面
  3. 设置数据日志以进行生产跟踪
  4. 实现告警处理以进行系统故障管理
  5. 规划系统备份与灾难恢复程序

📥 下载文件​

下载以下用于 PLC 集成的必要文件：

EtherNet/IP 配置​

  • OV20i EDS File - Allen-Bradley Studio 5000 的电子数据表
    • 用于在 ControlLogix/CompactLogix 系统中配置 OV20i 模块

PROFINET 配置​

  • OV20i GSDML File - Siemens TIA Portal 的设备描述
    • 需要用于在 PROFINET 网络中配置 OV20i 设备

示例 PLC 代码​

  • Recipe Switch Routine - 用于配方切换的梯形逻辑

    • 用于通过 PLC 更改相机配方的完整 Allen-Bradley 程序

  • Camera Trigger Routine - 用于触发检测的梯形逻辑

    • 用于触发相机并处理结果的完整 Allen-Bradley 程序

文件使用说明：​

  • EDS Files：通过 Tools → EDS Hardware Installation Tool 导入 Studio 5000
  • GSDML Files：通过 Options → Manage GSD Files 导入 TIA Portal
  • L5X Files：直接将梯形逻辑导入您的 Allen-Bradley 项目

🔗 相关链接​