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连接到 PLC（EtherNet/IP、PROFINET）

本指南介绍如何通过 EtherNet/IP 或 PROFINET 协议，将 OV80i 摄像头连接到工业 PLC。这些连接实现对检验触发、接收结果，以及将视觉检测集成到您的自动化生产系统中的实时通信。

备注

如需详细的数据映射和时序信息，请参阅 PLC 通信详细信息（EtherNet/IP）

何时使用 PLC 通信： 当您需要将视觉检测与自动化生产线集成、从 PLC 信号触发检验、将通过/失败结果发送到 PLC，或将视觉检测与其他自动化设备协调时。

先决条件​

  • OV80i 摄像头系统已设置并连接到网络 -具备 EtherNet/IP 或 PROFINET 功能的 PLC 系统
  • 连接摄像头与 PLC 的网络基础设施
  • 访问 PLC 编程软件（Studio 5000、TIA Portal 等）
  • 对工业网络概念的基础理解

了解 PLC 通信协议​

EtherNet/IP​

  • 使用者： 主要由 Allen-Bradley/Rockwell Automation 的 PLC 使用
  • 优点： 高速通信、广泛支持、显式和隐式消息传递
  • 应用： ControlLogix、CompactLogix，以及其他 Rockwell 平台
  • 数据交换： Cyclic I/O 与基于消息的通信

PROFINET​

  • 使用者： 西门子及其他欧洲制造商
  • 优点： 实时确定性通信、先进的诊断能力
  • 应用： 西门子 S7 PLCs、各种工业自动化系统
  • 数据交换： 带实时性能的 Cyclic I/O

第 1 部分：EtherNet/IP 连接​

第 1 步：为 EtherNet/IP 配置 OV80i​

工业以太网页面上的 EtherNet/IP 协议选项

1.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. 打开 OV80i 网页界面
  2. 在左侧菜单中导航至 "Industrial Ethernet"
  3. 将看到 Industrial Ethernet 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 Device Information 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
    • 在与 PLC 相同子网中配置静态 IP
    • 例如：Camera: 10.250.0.100, PLC: 10.250.0.50
  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：为您的摄像头设置一个有意义的名称
  2. Assembly Configuration：配置输入/输出数据结构
  3. Connection Parameters：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 Recipe Settings​

2.1 启用 PLC Trigger（可选）​

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

2.2 配置 Pass/Fail 输出​

  1. 转到 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保您的检测逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这将设置 EtherNet/IP 组装中的 Inspection Pass 位

第 3 步：配置 PLC 端（Allen-Bradley 示例）​

3.1 安装 EDS 文件​

  1. 从 Overview.ai 支持或相机界面下载 EDS 文件

EDS 文件下载

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

Studio 5000 Tools 菜单中的 EDS 硬件安装工具

  1. 浏览 并选择 OV80i 的 EDS 文件

Studio 5000 设备描述文件安装工具

  1. 按照安装向导完成 EDS 安装

3.2 将 OV80i 模块添加到 PLC 项目​

  1. 在 Studio 5000，打开您的 PLC 项目
  2. 转到项目树中的 I/O Configuration
  3. 右键单击以太网模块，选择 "New Module"

Studio 5000 控制器组织器中的新模块选项

  1. 在模块目录中 搜索 "OV80i" 或 "Overview"
  2. 选择 OV80i 模块并单击 "Create"

3.3 配置模块属性​

  1. Name：输入相机的描述性名称
  2. IP Address：输入 OV80i 的 IP 地址（例如，10.250.0.100）
  3. RPI (Requested Packet Interval)：设定为 100ms，或按需设定
  4. Connection Parameters：配置输入/输出数据大小
  5. 单击 "OK" 以创建模块

Studio 5000 新模块属性

3.4 映射 I/O 数据​

  1. Input Data：检测结果、状态位、相机就绪信号
  2. Output Data：触发命令、配方变更请求、控制信号
  3. 在您的 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

输入组装（OV80i → PLC）

OV80i 输入组装的字节和位布局

输出组装（PLC → OV80i）

OV80i 输出组装的字节和位布局

第 4 步：测试 EtherNet/IP 通信​

4.1 验证连接状态​

  1. 在 Studio 5000，在 I/O Configuration 中检查模块状态
  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. Monitor input data 来自 PLC 程序的摄像头输入数据
  2. Toggle output signals 到摄像头并验证响应
  3. Check diagnostic information 以了解是否有错误代码

4.3 测试触发与响应​

  1. Enable PLC trigger 输出到摄像头
  2. Monitor inspection results 在 PLC 输入数据中
  3. Verify pass/fail status 更新正确
  4. Check timing of trigger and response cycles

第 2 部分：PROFINET 连接​

步骤 1：为 PROFINET 配置 OV80i​

1.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. Open the OV80i web interface
  2. Navigate to "Industrial Ethernet" in the left menu
  3. Select "PROFINET" protocol from the options

image.png

1.2 启用 PROFINET 协议​

  1. Click "Enable PROFINET" to activate protocol
  2. Note: PROFINET manages camera IP address when enabled
  3. Camera IP settings may be overridden by PLC configuration

1.3 配置 PROFINET 设备设置​

  1. PROFINET Device Name: 为相机设置唯一名称
    • 示例: "OV80i_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. Click "Save" to apply PROFINET settings

步骤 2：配置 PLC Recipe 设置​

2.1 启用 PLC Triggering（可选）​

  1. 导航至 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"（如需要）
  3. Warning: Manual triggering disabled when PLC trigger is active

2.2 配置 Pass/Fail Logic​

  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 输入组件中设置 Inspection Pass 位

步骤 3：配置 PLC 端（Siemens 示例）​

3.1 安装 GSDML 文件​

  1. 下载 GSDML 文件 自 Overview.ai 支持
  2. 在 TIA Portal，转到 Options > Manage general station description files (GSD)
  3. 点击 "Install GSD file" 并选择 OV80i GSDML 文件
  4. 完成安装过程
备注

如果你想从 Node-RED 回传数据给 Profinet PLC，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 OV80i 添加到 Hardware 配置​

  1. 在 TIA Portal，打开 Device & Networks 视图
  2. 从 Hardware catalog，展开 Other field devices > PROFINET IO
  3. 定位 OV80i 设备并将其拖到网络视图
  4. 连接 OV80i 至 PLC 的 PROFINET 接口

3.3 配置设备属性​

  1. Device Name: 设置与相机配置的名称相同
  2. IP Address: 配置 IP 地址（可能由 PLC 管理）
  3. Update Time: 设置循环时间（默认推荐 128ms）
  4. I/O Data: 根据需要配置输入/输出数据模块

3.4 分配 IP 地址与设备名称​

  1. 编译 硬件配置
  2. 上线 与 PLC 连接
  3. 分配 IP 地址 给 OV80i 设备
  4. 分配设备名称 以匹配相机配置

Step 4: Test PROFINET Communication​

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 数据交换测试​

  1. 监控来自相机的输入数据 在 PLC 程序中
  2. 控制输出数据 到相机并验证响应
  3. 检查诊断缓冲区 以获取任何错误信息

image.png

4.3 测试检验周期​

  1. 激活 PLC 触发信号至相机
  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. 检查周期时序是否符合应用需求

Step 5: Troubleshooting PLC Communication​

5.1 常见 EtherNet/IP 问题​

ProblemSymptomsSolution
Connection timeoutModule shows red X in Studio 5000Check IP addresses, network connectivity, firewall settings
Data not updatingI/O data remains staticVerify EDS file version, check assembly configuration
Trigger not workingCamera doesn't respond to PLC triggerCheck trigger bit mapping, verify PLC output is active
Slow responseDelayed inspection resultsAdjust RPI timing, check network load

5.2 常见 PROFINET 问题​

ProblemSymptomsSolution
Device not foundCamera not visible in TIA PortalCheck GSDML file installation, verify device name
IP address conflictsCommunication errorsEnsure unique IP addresses, check subnet configuration
Cycle time errorsWatchdog timeoutsIncrease cycle time, check network performance
Data format errorsIncorrect I/O dataVerify GSDML version, check data structure mapping

5.3 网络诊断​

  1. Ping 测试 在相机与 PLC 之间
  2. 检查网络交换机 和线缆完整性
  3. 监控网络流量 以排除带宽问题
  4. 验证防火墙设置 不阻塞通信

Step 6: Performance Optimization​

6.1 时序考虑​

  • EtherNet/IP RPI：初始设为 100ms，依据应用需求进行调整
  • PROFINET 周期时间：默认 128ms，只有在需要时才减少
  • 检查时间：在循环计划中考虑总检查时间
  • 网络延迟：在时序计算中考虑网络延迟

6.2 数据效率​

  • 尽量减小 I/O 组件中的数据大小
  • 使用合适的数据类型（BOOL vs INT vs REAL）
  • 在循环通信中避免不必要的数据
  • 对非关键数据使用显式消息

6.3 网络管理​

  • 使用带管理功能的交换机 以获得更好的诊断
  • 为关键应用实现冗余
  • 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 OV80i 相机现在可以：

✅ Communicate with PLCs 使用工业协议进行通信

✅ Receive trigger signals 来自自动化系统的触发信号

✅ Send inspection results 发送检测结果至 PLC 控制逻辑

✅ Integrate seamlessly 与生产线自动化实现无缝集成

✅ Support remote recipe changes 以及系统协调

最佳实践​

生产部署​

  • Use static IP addresses 以确保通信的一致性
  • Document all network settings 并记录设备配置
  • Test thoroughly 在生产部署前进行充分测试
  • Plan for maintenance 以及排障程序

安全性考虑​

  • Segment industrial networks 将工业网络与办公网络分离
  • Use managed switches 具备适当的安全特性的交换机
  • Monitor network access 和设备通信
  • Keep firmware updated 所有网络设备的固件保持最新

维护​

  • Regular network health checks 与诊断
  • Monitor communication statistics 以观察性能趋势
  • Update device drivers 以及在需要时更新配置文件
  • Maintain documentation 所有网络配置的文档

下一步​

在建立 PLC 通信之后：

  1. Develop PLC control logic 以满足您的具体应用
  2. Create operator interfaces 用于监控和控制
  3. Set up data logging 用于生产跟踪
  4. Implement alarm handling 用于系统故障管理
  5. Plan system backup 与灾难恢复程序

📥 下载文件​

下载这些用于 PLC 集成的关键文件（兼容 OV20i 与 OV80i 系统）：

EtherNet/IP Configuration​

  • OV80i EDS File - Allen-Bradley Studio 5000 的电子数据表（EDS）
    • 在 ControlLogix/CompactLogix 系统中配置 OV80i 模块所必需

PROFINET Configuration​

  • OV80i GSDML File - Siemens TIA Portal 的设备描述
    • 在 PROFINET 网络中配置 OV80i 设备所必需

Sample PLC Code (Universal)​

  • 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 例程
    • 可同时用于 OV20i 与 OV80i 系统

  • 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 例程
    • 可同时用于 OV20i 与 OV80i 系统

文件使用说明：​

  • EDS Files：通过 Tools → EDS Hardware Installation Tool 将其导入 Studio 5000
  • GSDML Files：通过 Options → Manage GSD Files 将其导入 TIA Portal
  • L5X Files：直接将梯形逻辑导入您的 Allen-Bradley 项目
  • Camera-Specific：为 OV80i 系统使用 OV80i EDS/GSDML 文件，示例代码在各型号之间兼容

🔗 参见​