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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 OV10i 摄像头连接到工业 PLC。这些连接可实现实时通信，用于触发检测、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

查看本主题的实际操作：Auto-Integration Builder

备注

有关详细的数据映射和时序信息，请参阅 PLC Communication Details (EtherNet/IP)

跳过手动设置

用简单的英语描述您的 PLC 集成，Auto-Integration Builder 将在几秒钟内为您生成完整的 Node-RED 流程。

何时使用 PLC 通信： 当您需要将视觉检测集成到自动化生产线、通过 PLC 信号触发检测、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​

  • OV10i 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
  • 连接摄像头和 PLC 的网络基础设施
  • 可访问 PLC 编程软件（Studio 5000、TIA Portal 等）
  • 对工业网络概念有基本了解

理解 PLC 通信协议​

EtherNet/IP​

  • 使用者： 主要是 Allen-Bradley/Rockwell Automation PLC
  • 优点： 高速通信、广泛支持、显式和隐式消息传递
  • 应用： ControlLogix、CompactLogix 和其他 Rockwell 平台
  • 数据交换： 循环 I/O 和基于消息的通信

PROFINET​

  • 使用者： 西门子和其他欧洲制造商
  • 优点： 实时确定性通信、高级诊断功能
  • 应用： 西门子 S7 PLC 和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​

第一步：下载并安装 EDS 文件​

在将 OV10i 添加到 PLC 项目之前，必须先在 Studio 5000 中安装 EDS（电子数据表）文件。否则，摄像头将不会出现在模块目录中。

  1. 下载 EDS 文件，可通过以下方式之一：
    • 摄像头的 Web 界面（Industrial Ethernet > EtherNet/IP 页面）
    • 或直接在此处下载：OV10i EDS File

EDS 文件下载

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

Studio 5000 工具菜单中的 EDS Hardware Installation Tool

  1. 选择 Register an EDS file，然后浏览并选择 OV10i 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 注册
需要 EDS 文件

未安装 EDS 文件，您无法在 Studio 5000 中添加 OV10i 模块。该设备将不会出现在 "Select Module Type" 对话框中。如果跳过此步骤，您唯一的选择是 Generic Ethernet Module，这需要手动输入装配实例和数据大小。

第二步：为 EtherNet/IP 配置 OV10i​

Industrial Ethernet 页面上的 EtherNet/IP 协议选项

2.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. 打开 OV10i Web 界面
  2. 在左侧菜单中导航至 "Industrial Ethernet"
  3. 您将看到 Industrial Ethernet 配置页面

2.2 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下相机的网络设置

2.3 配置网络设置​

  1. 设置静态 IP 地址（推荐用于生产环境）
    • 进入 System Settings > Network
    • 在与 PLC 相同的子网中配置静态 IP
    • 示例：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. 如果您的网络需要，设置网关

2.4 配置 EtherNet/IP 设备设置​

  1. Device Name：为相机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" 应用 EtherNet/IP 设置

第三步：配置 PLC 程序设置​

3.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 导航至 程序编辑器 > 图像设置
  2. 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

3.2 配置 Pass/Fail 输出​

  1. 导航至 程序编辑器 > IO模块
  2. 确保检测逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这将在 EtherNet/IP assembly 中设置 Inspection Pass 位

第四步：在 Studio 5000 中添加 OV10i 模块​

4.1 将 OV10i 模块添加到 PLC 项目​

  1. 在 Studio 5000 中，打开您的 PLC 项目
  2. 在项目树中转到 I/O Configuration
  3. 右键单击 Ethernet 模块并选择 "New Module"

Studio 5000 Controller Organizer 中的 New Module 选项

  1. 在模块目录中搜索 "OV10i" 或 "Overview"（由于您在第一步中安装了 EDS 文件，OV10i 会显示在此处）
  2. 选择 OV10i 模块并点击 "Create"

Studio 5000 选择模块类型窗口

4.2 配置模块属性​

  1. Name：输入相机的描述性名称
  2. IP Address：输入 OV10i 的 IP 地址（例如 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" 创建模块

Studio 5000 New Module 属性

4.3 映射 I/O 数据​

  1. 输入数据：检测结果、状态位、相机就绪信号
  2. 输出数据：触发命令、程序切换请求、控制信号
  3. 在 PLC 程序中创建标签以映射到 I/O 数据
  4. 输入标签示例：
    • Camera_InspectionPass：BOOL
    • Camera_Ready：BOOL
    • Camera_Busy：BOOL
  5. 输出标签示例：
    • Camera_Trigger：BOOL
    • Camera_RecipeSelect：INT

输入 Assembly（OV10i → PLC）

OV10i 输入 assembly 的字节和位布局

输出 Assembly（PLC → OV10i）

OV10i 输出 assembly 的字节和位布局

第 5 步：测试 EtherNet/IP 通信​

5.1 验证连接状态​

  1. 在 Studio 5000 中，检查 I/O Configuration 中的模块状态
  2. 绿色对勾表示连接成功
  3. 红色 X 表示通信问题

5.2 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. 切换输出信号至摄像头并验证响应
  3. 检查诊断信息中是否存在任何错误代码

5.3 测试触发与响应​

  1. 启用 PLC 触发输出至摄像头
  2. 在 PLC 输入数据中监控检测结果
  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

第 2 部分：PROFINET 连接​

第 1 步：下载并安装 GSDML 文件​

GSDML（General Station Description Markup Language）文件必须先安装到 TIA Portal 中，然后才能将 OV10i 添加到硬件组态中。否则，摄像头将不会出现在硬件目录中。

  1. 下载 GSDML 文件，可通过以下任一方式：
    • 摄像头 Web 界面（Industrial Ethernet > PROFINET 页面）
    • 或直接从此处下载：OV10i GSDML File
  2. 在 TIA Portal 中，依次进入 Options > Manage general station description files (GSD)
  3. 浏览到保存 GSDML 文件的文件夹，选中该文件，然后点击 Install
  4. 安装完成后，关闭对话框。OV10i 现在将出现在硬件目录中。
需要 GSDML 文件

未安装 GSDML 文件时，无法在 TIA Portal 中添加 OV10i 设备。该设备不会出现在硬件目录的 Other field devices > PROFINET IO 下。请务必先安装 GSDML 文件。

第 2 步：为 PROFINET 配置 OV10i​

2.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. 打开 OV10i Web 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

2.2 启用 PROFINET 协议​

  1. 点击 "Enable PROFINET" 以激活协议
  2. 注意： 启用时，PROFINET 将管理摄像头 IP 地址
  3. 摄像头 IP 设置可能会被 PLC 组态覆盖

2.3 配置 PROFINET 设备设置​

  1. PROFINET Device Name：为摄像头设置唯一名称
    • 示例："OV10i_Line1_Station2"
    • 如果同一 PLC 上有多台摄像头，则名称必须唯一
  2. Device Configuration：记录设备能力和数据结构
  3. 点击 "Save" 以应用 PROFINET 设置

第 3 步：配置 PLC 程序设置​

3.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 导航至 程序编辑器 > 图像设置
  2. 如需要，将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"
  3. 警告： PLC 触发处于活动状态时，手动触发将被禁用

3.2 配置通过/失败逻辑​

  1. 导航至 程序编辑器 > IO模块
  2. 确保检测逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这将在 PROFINET 输入组件中设置 Inspection Pass 位

第 4 步：在 TIA Portal 中添加 OV10i​

备注

如果您希望将数据从 Node-RED 回传至 Profinet PLC，请务必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

4.1 将 OV10i 添加到硬件配置​

  1. 在 TIA Portal 中，打开 Device & Networks 视图
  2. 从 Hardware catalog 中，展开 Other field devices > PROFINET IO
  3. 找到 OV10i 设备并将其拖到网络视图中
  4. 将 OV10i 连接到 PLC 的 PROFINET 接口

4.2 配置设备属性​

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

4.3 分配 IP 地址和设备名称​

  1. 编译硬件配置
  2. 与 PLC 联机
  3. 为 OV10i 设备分配 IP 地址
  4. 分配设备名称，与相机配置匹配

第五步：测试 PROFINET 通信​

5.1 验证设备状态​

  1. 在 TIA Portal 中，于 Device & Networks 中检查设备状态
  2. 绿色状态表示通信成功
  3. 红色状态表示通信存在问题

5.2 测试数据交换​

  1. 在 PLC 程序中监视来自相机的输入数据
  2. 控制输出数据到相机并验证响应
  3. 检查诊断缓冲区中是否存在任何错误消息

image.png

5.3 测试检测周期​

  1. 激活 PLC 触发器至相机
  2. 在 PLC 输入数据中监视检测结果
  3. 验证通过/失败状态传输
  4. 检查周期时序是否满足应用要求

第五步：PLC 通信故障排除​

5.1 常见 EtherNet/IP 问题​

问题现象解决方案
连接超时模块在 Studio 5000 中显示红色 X检查 IP 地址、网络连接、防火墙设置
数据未更新I/O 数据保持静止验证 EDS 文件版本，检查程序集配置
触发不工作相机不响应 PLC 触发检查触发位映射，验证 PLC 输出处于活动状态
响应缓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​

问题现象解决方案
找不到设备TIA Portal 中看不到相机检查 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. 在相机和 PLC 之间执行 Ping 测试
  2. 检查网络交换机和电缆完整性
  3. 监视网络流量以排查带宽问题
  4. 验证防火墙设置未阻止通信

第六步：性能优化​

6.1 时序注意事项​

  • EtherNet/IP RPI：从 100ms 开始，根据应用需求进行调整
  • PROFINET 循环时间：使用默认的 128ms，仅在必要时减小
  • 检测时间：在周期规划中考虑总检测时间
  • 网络延迟：在时序计算中考虑网络延迟

6.2 数据效率​

  • 最小化 I/O 组件中的数据大小
  • 使用合适的数据类型（BOOL、INT 或 REAL）
  • 避免在循环通信中传输不必要的数据
  • 对非关键数据使用显式消息传递

6.3 网络管理​

  • 使用网管型交换机以获得更好的诊断能力
  • 为关键应用实施冗余设计
  • 监控网络利用率以防止拥塞
  • 规划 IP 地址范围以便扩展

成功！您的 PLC 通信已建立​

您的 OV10i 摄像头现在可以：

✅ 使用工业协议与 PLC 通信

✅ 从自动化系统接收触发信号

✅ 将检测结果发送到 PLC 控制逻辑

✅ 与生产线自动化无缝集成

✅ 支持远程程序切换和系统协调

最佳实践​

生产部署​

  • 使用静态 IP 地址以确保通信一致
  • 记录所有网络设置和设备配置
  • 在生产部署前进行全面测试
  • 规划维护和故障排除流程

安全注意事项​

  • 将工业网络与办公网络隔离
  • 使用具备适当安全功能的网管型交换机
  • 监控网络访问和设备通信
  • 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掌握性能趋势
  • 根据需要更新设备驱动程序和配置文件
  • 维护所有网络配置的文档

后续步骤​

建立 PLC 通信后：

  1. 从 PLC 触发检测 — 使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 设置 PLC 触发的检测
  2. 从 PLC 更改程序 — 通过 PLC 命令远程切换摄像头程序
  3. PLC 通信详情 (EtherNet/IP) — 详细的数据映射、组件布局和时序
  4. 为您的特定应用开发 PLC 控制逻辑
  5. 创建用于监控和控制的操作员界面

📥 下载文件​

下载 PLC 集成所需的关键文件：

EtherNet/IP 配置​

  • OV10i EDS 文件 - 用于 Allen-Bradley Studio 5000 的电子数据表
    • 在 ControlLogix/CompactLogix 系统中配置 OV10i 模块时必需

PROFINET 配置​

  • OV10i GSDML 文件 - 用于 Siemens TIA Portal 的设备描述文件
    • 在 PROFINET 网络中配置 OV10i 设备时必需

PLC 示例代码​

  • 程序切换例程 - 用于程序切换的梯形图逻辑

    • 用于通过 PLC 切换摄像头程序的完整 Allen-Bradley 例程

  • 摄像头触发例程 - 用于触发检测的梯形图逻辑

    • 用于触发摄像头并处理结果的完整 Allen-Bradley 例程

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 Files 导入到 TIA Portal
  • L5X 文件：将梯形图逻辑直接导入到 Allen-Bradley 项目中

🔗 另请参阅​