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连接到 PLC（EtherNet/IP、PROFINET）

本指南介绍如何使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 协议，将 OV80i 摄像头连接到工业 PLC。此类连接实现实时通信，用于触发检查、接收结果，以及将视觉检测集成到自动化生产系统中。

视频指南

请查看此主题的实际演示： Auto-Integration Builder

备注

如需详细的数据映射和时序信息，请参阅 PLC Communication Details (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 信号触发检查、将合格/不合格结果发送给 PLC，或将视觉检测与其他自动化设备协同工作时。

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
  • 可访问 PLC 编程软件（Studio 5000、TIA Portal 等）
  • 对工业网络概念的基础理解

理解 PLC 通信协议​

EtherNet/IP​

  • 使用者： 主要由 Allen-Bradley/Rockwell Automation PLCs 使用
  • 优势： 高速通信、广泛支持、显式与隐式消息
  • 应用： ControlLogix、CompactLogix 与其他 Rockwell 平台
  • 数据交换： 循环 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
  • 优势： 实时确定性通信、高级诊断
  • 应用： 西门子 S7 PLCs、各类工业自动化系统
  • 数据交换： 具有实时性能的循环 I/O

第 1 部分：EtherNet/IP 连接​

第 1 步：为 EtherNet/IP 配置 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 的网页界面
  2. 在左侧菜单中选择 "Industrial Ethernet"
  3. 您将看到 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. 在设备信息窗口中记录摄像头的网络设置

1.3 配置网络设置​

  1. 设置静态 IP 地址（生产环境下推荐）
    • 转到 系统设置 > 网络
    • 在与 PLC 同一子网中配置静态 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：设定适当的超时和 RPI（Requested Packet Interval）值
  4. 点击 "Save" 以应用 EtherNet/IP 设置

步骤 2：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，将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"
  3. 重要说明： 一旦启用 PLC Trigger，手动触发将被禁用

2.2 配置 Pass/Fail 输出​

  1. 导航到 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保您的检测逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这会在 EtherNet/IP assembly 中设置 Inspection Pass 位

步骤 3：配置 PLC 端（Allen-Bradley 示例）​

3.1 安装 EDS 文件​

  1. 下载 EDS 文件 来自 Overview.ai 支持或相机接口

EDS File Download

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

EDS Hardware Installation Tool in the Studio 5000 Tools Menu

  1. 浏览 并选择 OV80i 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 OV80i 模块添加到 PLC 项目​

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

New Module Option in the Studio 5000 Controller Organizer

  1. 在模块目录中搜索 "OV80i" 或 "Overview"
  2. 选择 OV80i 模块并点击 "Create"

3.3 配置模块属性​

  1. Name：输入摄像机的描述性名称
  2. IP Address：输入 OV80i 的 IP 地址（例如 10.250.0.100）
  3. RPI (Requested Packet Interval)：设置为 100ms，或按需要
  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：检测结果、状态位、摄像机就绪信号
  2. Output Data：触发命令、配方变更请求、控制信号
  3. 在 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 (OV80i → PLC)

Byte and bit layout of the OV80i input assembly

Output Assembly (PLC → OV80i)

Byte and bit layout of the OV80i 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 配置中检查模块状态
  2. 绿色对勾 表示连接成功
  3. 红色叉号 表示通信问题

4.2 测试基本通信​

  1. 监控来自摄像头的输入数据 在 PLC 程序中
  2. 切换输出信号 至摄像头并验证响应
  3. 检查诊断信息 以获取任何错误代码

4.3 测试触发与响应​

  1. 启用 PLC 触发 输出至摄像头
  2. 监控检查结果 在 PLC 输入数据中
  3. 验证通过/失败状态 是否正确更新
  4. 检查触发与响应周期的时序

Part 2: PROFINET 连接​

Step 1: 为 OV80i 配置 PROFINET​

1.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. 打开 OV80i 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" 来激活协议
  2. 注：启用时 PROFINET 会管理摄像机 IP 地址
  3. 摄像机 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：为摄像机设置唯一名称
    • 例： "OV80i_Line1_Station2"
    • 若同一 PLC 上有多台摄像机，必须唯一
  2. Device Configuration：记录设备能力与数据结构
  3. 点击 "Save" 以应用 PROFINET 设置

Step 2: 配置 PLC 配方设置​

2.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 转到 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"（如有需要）
  3. 警告：当 PLC 触发激活时，手动触发将被禁用

2.2 配置通过/失败逻辑​

  1. 转到 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保检查逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这会在 PROFINET 输入程序集中设置 Inspection Pass 位

Step 3: 配置 PLC 端（西门子示例）​

3.1 安装 GSDML 文件​

  1. 从 Overview.ai Support 下载 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 OV80i GSDML 文件
  4. 完成安装过程
备注

如果你想从 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 OV80i 添加到硬件配置​

  1. 在 TIA Portal，打开 Device & Networks 视图
  2. 从 Hardware catalog，展开 Other field devices > PROFINET IO
  3. 找到 OV80i 设备 并将其拖放到网络视图中
  4. 将 OV80i 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. 更新时间：设置循环时间（默认 128 ms 推荐）
  4. I/O 数据：按需配置输入/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. 与 PLC 联机
  3. 为 OV80i 设备分配 IP 地址
  4. 分配设备名称，与相机配置保持一致

第 4 步：测试 PROFINET 通信​

4.1 验证设备状态​

  1. 在 TIA Portal 的 Device & Networks 中检查设备状态
  2. Green status 表示通信成功
  3. Red status 表示通信问题

4.2 测试数据交换​

  1. 监控来自相机的输入数据在 PLC 程序中
  2. 向相机发送输出数据并验证响应
  3. 检查诊断缓冲区 是否有错误信息

image.png

4.3 测试检验周期​

  1. 向相机发送 PLC 触发信号
  2. 在 PLC 输入数据中监控检验结果
  3. 验证通过/不通过状态的传输
  4. 检查循环时序 是否满足应用需求

第 5 步：排除 PLC 通信故障​

5.1 常见 EtherNet/IP 问题​

问题症状解决方案
连接超时Studio 5000 中模块显示红 X检查 IP 地址、网络连通性、以及防火墙设置
数据未更新I/O 数据保持静态验证 EDS 文件版本，检查装配配置
触发不工作相机对 PLC 触发没有响应检查触发位映射，验证 PLC 输出是否有效
响应慢检验结果延迟调整 RPI 时序，检查网络负载

5.2 常见 PROFINET 问题​

问题症状解决方案
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 数据不正确验证 GSDML 版本，检查数据结构映射

5.3 网络诊断​

  1. 对相机和 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. 验证防火墙设置不会阻塞通信

第 6 步：性能优化​

6.1 时序考虑​

  • EtherNet/IP RPI：起始 100 ms，根据应用需求进行调整
  • PROFINET Cycle Time：默认 128 ms，只有在需要时再降至较低值
  • Inspection Time：在循环规划中考虑总检验时间
  • Network Latency：在时序计算中考虑网络延迟

6.2 数据效率​

  • 在 I/O 汇编中尽量减少数据量
  • 使用合适的数据类型（BOOL 与 INT、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传递

6.3 网络管理​

  • 使用托管交换机以获得更好的诊断能力
  • 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 地址段

成功！您的 PLC 通信已建立​

您的 OV80i 摄像头现已可以：

✅ 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

✅ 支持远程配方变更与系统协调

最佳实践​

生产部署​

  • 使用静态 IP 地址，以实现一致的通信
  • 记录所有网络设置和设备配置
  • 在投入生产部署前进行充分测试
  • 制定维护与故障排除程序

安全性考虑​

  • 将工业网络与办公网络分离
  • 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
  • 在需要时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​

在建立 PLC 通信后：

  1. 为您的具体应用开发 PLC 控制逻辑
  2. 为监控和控制创建操作员界面
  3. 设置数据日志记录以进行生产跟踪
  4. 实现告警处理以进行系统故障管理
  5. 制定系统备份和灾难恢复程序

📥 下载文件​

下载这些用于 PLC 集成的必备文件（同时兼容 OV20i 与 OV80i 系统）：

EtherNet/IP 配置​

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

PROFINET 配置​

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

示例 PLC 代码（通用）​

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

    • 通过 Allen-Bradley 例程在 PLC 中更改摄像头配方
    • 可用于 OV20i 和 OV80i 系统

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

    • 用于通过 PLC 触发摄像机并处理结果的完整 Allen-Bradley 例程
    • 可用于 OV20i 和 OV80i 系统

文件使用说明：​

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

🔗 See Also​