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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 OV20i 摄像头连接到工业 PLC。通过这些连接可以实现实时通信，用于触发检测、接收结果，并将视觉检测集成到您的自动化生产系统中。

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 信号触发检测、将合格/不合格结果发送至 PLC，或与其他自动化设备协调视觉检测时。

先决条件​

  • OV20i 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本理解

了解 PLC 通信协议​

EtherNet/IP​

  • 使用于： 主要为 Allen-Bradley/Rockwell Automation PLCs
  • 优势： 高速通信、广泛支持、显式与隐式消息传递
  • 应用： ControlLogix、CompactLogix，以及其他 Rockwell 平台
  • 数据交换： 循环 I/O 与基于消息的通信

PROFINET​

  • 使用于： 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、各种工业自动化系统
  • 数据交换： 具有实时性能的循环 I/O

第 1 部分：EtherNet/IP 连接​

步骤 1：为 OV20i 配置 EtherNet/IP​

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1.1 访问工业以太网设置​

  1. 打开 OV20i 的网页界面
  2. 在左侧菜单中导航到 "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. 单击 "Enable" 以启用 EtherNet/IP 通信
  3. 在设备信息窗口中记下摄像头的网络设置

1.3 配置网络设置​

  1. 设置静态 IP 地址（生产环境推荐）
    • 转到 System Settings > Network
    • 在与 PLC 相同子网中配置静态 IP
    • 示例：Camera: 192.168.1.100，PLC: 192.168.1.50
  2. 配置子网掩码（通常为 255.255.255.0）
  3. 设置网关（如网络需要）

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：设置合适的超时与 RPI（Requested Packet Interval）值
  4. 单击 "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 中，将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"
  3. 重要提示： 启用 PLC Trigger 后，手动触发将被禁用

2.2 配置通过/失败输出​

  1. 进入 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 汇编中设置 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 支持或摄像头界面 下载 EDS 文件
  2. 在 Studio 5000 中，前往 Tools > EDS Hardware Installation Tool
  3. 浏览并选择 OV20i 的 EDS 文件
  4. 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 中，打开您的 PLC 项目
  2. 在项目树中进入 I/O Configuration
  3. 右键单击以太网模块并选择 "New Module"
  4. 在模块目录中搜索 "OV20i" 或 "Overview"
  5. 选择 OV20i 模块，然后点击 "Create"

3.3 配置模块属性​

  1. 名称：输入摄像头的描述性名称
  2. IP 地址：输入 OV20i 的 IP 地址（如 192.168.1.100）
  3. RPI (Requested Packet Interval)：设置为 100ms，或按需设置
  4. Connection Parameters：配置输入/输出数据大小
  5. 点击 "OK" 以创建模块

3.4 映射 I/O 数据​

  1. 输入数据：检测结果、状态位、摄像头就绪信号
  2. 输出数据：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

输入组装 (OV20i → PLC)

image.png

输出组装 (PLC → OV20i)

image.png

第 4 步：测试 EtherNet/IP 通信​

4.1 验证连接状态​

  1. 在 Studio 5000 的 I/O Configuration 中检查模块状态
  2. Green checkmark 表示连接成功
  3. Red X 表示通信问题

4.2 测试基本通信​

  1. 在 PLC 程序中监控来自摄像头的输入数据
  2. 向摄像头切换输出信号并验证响应
  3. 检查诊断信息 以查看是否有错误代码

4.3 测试触发与响应​

  1. 启用 PLC trigger 输出到摄像头
  2. 在 PLC 输入数据中监控检测结果
  3. 通过/不通过状态是否正确更新
  4. 检查触发与响应周期的时序

第 2 部分：PROFINET 连接​

第 1 步：为 PROFINET 配置 OV20i​

1.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. 打开 OV20i 的网页界面
  2. 在左侧菜单中选择 "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： 启用时 PROFINET 将管理摄像头的 IP 地址
  3. 摄像头 IP 设置可能会被 PLC 配置覆盖

1.3 配置 PROFINET 设备设置​

  1. PROFINET 设备名称：为摄像机设置唯一名称
    • 示例："OV20i_Line1_Station2"
    • 如在同一 PLC 上存在多台摄像机，则必须唯一
  2. 设备配置：记录设备能力和数据结构
  3. 点击 "Save" 以应用 PROFINET 设置

第 2 步：配置 PLC Recipe 设置​

2.1 启用 PLC 触发（可选）​

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

2.2 配置 Pass/Fail 逻辑​

  1. 打开 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保检测逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这会在 PROFINET 输入组装中设置 Inspection Pass 位

第 3 步：配置 PLC 侧（Siemens 示例）​

3.1 安装 GSDML 文件​

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

3.2 将 OV20i 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. 定位 OV20i 设备并将其拖拽到网络视图
  4. 将 OV20i 连接到 PLC 的 PROFINET 接口

3.3 配置设备属性​

  1. Device Name：设置与相机配置相同的名称
  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 128ms 推荐）
  4. I/O Data：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. Compile 硬件配置
  2. Go online 与 PLC 在线
  3. Assign IP address 分配给 OV20i 设备
  4. Assign device name 与摄像机配置匹配

第 4 步：测试 PROFINET 通信​

4.1 验证设备状态​

  1. 在 TIA Portal，在 Device & Networks 中查看设备状态
  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 程序中监控来自摄像机的输入数据
  2. 向摄像机发送输出数据并验证响应
  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 trigger 以触发摄像机
  2. 在 PLC 输入数据中监控检测结果
  3. 验证 pass/fail 状态的传输
  4. 检查循环时间是否符合应用需求

第 5 步：排除 PLC 通信故障​

5.1 常见 EtherNet/IP 问题​

问题症状解决方法
连接超时模块在 Studio 5000 中显示红色 X检查 IP 地址、网络连通性和防火墙设置
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
触发未工作摄像机对 PLC 触发无响应检查触发位映射，验证 PLC 输出是否处于有效状态
响应慢检测结果延迟调整 RPI 时序，检查网络负载

5.2 常见 PROFINET 问题​

问题症状解决方案
设备未发现在 TIA Portal 中摄像头不可见检查 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
数据格式错误输入/输出数据不正确验证 GSDML 版本，检查数据结构映射

5.3 网络诊断​

  1. Ping 测试：在摄像头与 PLC 之间
  2. 检查网络交换机并检查线缆完整性
  3. 监控网络流量以诊断带宽问题
  4. 验证防火墙设置，确保通信不被阻塞

Step 6: 性能优化​

6.1 时间考量​

  • EtherNet/IP RPI：初始为 100ms，根据信用应用需求进行调整
  • PROFINET Cycle Time：默认使用 128ms，只有在需要时才减少
  • Inspection Time：在周期规划中考虑总体检查时间
  • Network Latency：在时序计算中考虑网络延迟

6.2 数据效率​

  • 在 I/O 组中尽量减小数据量
  • 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 managed switches 以获得更好诊断
  • 对关键应用实现冗余
  • 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​

现在，您的 OV20i 摄像头可以：

✅ 使用工业协议与 PLCs 通信

✅ 从自动化系统接收触发信号

✅ 将检测结果发送给 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​

  • 为保持一致的通信，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
  • 制定维护和故障排除程序

安全考虑​

  • 将工业网络与办公网络分段
  • 使用具备适当安全特性的 managed switches
  • 监控网络访问和设备通信
  • 保持所有网络设备固件更新

维护​

  • 定期网络健康检查与诊断
  • 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​

在建立 PLC 通信之后：

  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. 设置用于生产跟踪的数据日志
  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​

下载这些用于 PLC 集成的关键文件：

EtherNet/IP 配置​

  • OV20i EDS File - Allen-Bradley Studio 5000 的 EDS 文件
    • 在 ControlLogix/CompactLogix 系统中配置 OV20i 模块所需

PROFINET 配置​

  • OV20i GSDML File - Siemens TIA Portal 的 GSDML 设备描述
    • 在 PROFINET 网络中配置 OV20i 设备所需

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 例程

  • Camera Trigger Routine - 用于触发巡检的梯形逻辑

    • 用于触发相机并处理结果的完整 Allen-Bradley 例程

文件使用说明：​

  • EDS Files: 通过 Tools → EDS Hardware Installation Tool 将 EDS 文件导入 Studio 5000
  • GSDML Files: 通过 Options → Manage GSD Files 将 GSDML 文件导入 TIA Portal
  • L5X Files: 直接将 Ladder logic 导入到您的 Allen-Bradley 项目

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