跳到主要内容

AI 驱动文档

您想了解什么？

连接到 PLC（EtherNet/IP、PROFINET）

本指南将向您展示如何使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 协议将 OV20i 相机连接到工业 PLC。这些连接实现实时通信，用于触发检测、接收结果，并将视觉检测集成到自动化生产系统中。

视频指南

实际演示请查看本主题： 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： 当需要将视觉检测与自动化生产线集成、通过 PLC 信号触发检测、向 PLCs 发送合格/不合格结果，或将视觉检测与其他自动化设备协调工作时。

先决条件​

  • OV20i 相机系统已设置并连接到网络
  • 具备 EtherNet/IP 或 PROFINET 功能的 PLC 系统
  • 连接相机与 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

理解 PLC 通信协议​

EtherNet/IP​

  • 使用对象： 主要用于 Allen-Bradley/Rockwell Automation 的 PLC
  • 优点： 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​

  • 使用对象： 西门子及其他欧洲制造商
  • 优点： 实时确定性通信、高级诊断
  • 应用： 西门子 S7 PLCs，以及各种工业自动化系统
  • 数据交换： 具实时性能的循环 I/O

第1部分：EtherNet/IP 连接​

第一步：下载并安装 EDS 文件​

EDS（Electronic Data Sheet）文件必须在 Studio 5000 中安装，才能将 OV20i 添加到 PLC 项目中。没有它，相机将不会出现在模块目录中。

  1. 下载 EDS 文件，可通过以下任一来源：
    • 相机的网页界面（Industrial Ethernet > EtherNet/IP 页面）
    • 或直接在此处：OV20i 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 Hardware Installation Tool

  1. 选择 Register an EDS file，然后 Browse 并选择 OV20i 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 注册
需要 EDS 文件

若未在 Studio 5000 中安装 EDS 文件，则无法将 OV20i 模块添加到项目中。设备不会出现在“Select Module Type”对话框中。如果跳过此步骤，唯一的选项将是 Generic Ethernet Module，这需要手动输入装配实例和数据大小。

第2步：将 OV20i 配置为 EtherNet/IP​

工业以太网页面上的 EtherNet/IP 协议选项

2.1 访问工业以太网设置​

  1. 打开 OV20i 的网页界面
  2. 在左侧菜单中选择 "Industrial Ethernet"
  3. 你将看到 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" 以启用 EtherNet/IP 通信
  3. 在 Device Information 窗口中记录相机的网络设置

2.3 配置网络设置​

  1. Set Static IP Address（生产环境推荐）
    • 前往 System Settings > Network
    • 在与您的 PLC 相同子网中配置静态 IP
    • 示例：相机：192.168.1.100，PLC：192.168.1.50
  2. Configure Subnet Mask（通常为 255.255.255.0）
  3. Set Gateway 若您的网络需要

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" 以应用 EtherNet/IP 设置

第3步：配置 PLC Recipe 设置​

3.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 导航至 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"
  3. 重要提示：一旦启用 PLC Trigger，将禁用手动触发

3.2 配置 Pass/Fail 输出​

  1. 导航至 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4步：在 Studio 5000 中添加 OV20i 模块​

4.1 在 PLC 项目中添加 OV20i 模块​

  1. 在 Studio 5000 中打开您的 PLC 项目
  2. 转到项目树中的 I/O Configuration
  3. Right-click 在以太网模块上并选择 "New Module"

Studio 5000 控制器组织器中的新模块选项

  1. Search 于模块目录中搜索 "OV20i" 或 "Overview"（因为您在步骤 1 安装了 EDS 文件，OV20i 会出现在此处）
  2. Select OV20i 模块并单击 "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 OV20i 的 IP 地址（例如 192.168.1.100）
  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 新模块属性

4.3 I/O 数据映射​

  1. 输入数据：检查结果、状态位、摄像头就绪信号
  2. 输出数据：触发指令、配方更改请求、控制信号
  3. 在 PLC 程序中创建标签（tags）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)

Byte and bit layout of the OV20i input assembly

输出组装 (PLC → OV20i)

Byte and bit layout of the OV20i output assembly

Step 5: Test EtherNet/IP Communication​

5.1 验证连接状态​

  1. 在 Studio 5000 中，在 I/O Configuration 检查模块状态
  2. Green checkmark（绿色对勾） 表示连接成功
  3. Red X（红色 X） 表示通信问题

5.2 测试基本通信​

  1. 从摄像头在 PLC 程序中监控输入数据
  2. 切换输出信号到摄像头并验证响应
  3. 检查诊断信息以获取任何错误代码

5.3 测试触发与响应​

  1. 启用 PLC 触发输出到摄像头
  2. 在 PLC 输入数据中监控检查结果
  3. 验证通过/失败状态能正确更新
  4. 检查触发与响应循环的时序

第 2 部分：PROFINET 连接​

步骤 1：下载并安装 GSDML 文件​

GSDML（General Station Description Markup Language）文件必须在 TIA Portal 中安装，才能将 OV20i 添加到硬件配置中。没有它，摄像头将不会出现在硬件目录中。

  1. 从以下任一来源下载 GSDML 文件：
    • 摄像头的网页界面（Industrial Ethernet > PROFINET 页面）
    • 或直接在此处：OV20i GSDML File
  2. 在 TIA Portal，进入 Options > Manage general station description files (GSD)
  3. 浏览到保存 GSDML 文件的文件夹，选择它，然后点击 Install
  4. 安装完成后，关闭对话框。OV20i 现在会出现在硬件目录中。
GSDML 文件必需

在未安装 GSDML 文件的情况下，无法在 TIA Portal 中添加 OV20i 设备。该设备不会出现在硬件目录中 Other field devices > PROFINET IO 下。始终先安装 GSDML 文件。

Step 2: 为 PROFINET 配置 OV20i​

2.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. 打开 OV20i 网络界面
  2. 在左侧菜单中导航到 "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： 启用后，PROFINET 会管理摄像头 IP 地址
  3. 摄像头 IP 设置可能会被 PLC 配置覆盖

2.3 配置 PROFINET 设备设置​

  1. PROFINET 设备名：为摄像头设置唯一名称
    • 例： "OV20i_Line1_Station2"
    • 同一 PLC 上若有多台摄像头，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3步：配置 PLC 配方设置​

3.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 导航到 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"（如需要）
  3. Warning: 当 PLC trigger 启用时，手动触发将被禁用

3.2 配置通过/失败逻辑​

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

第4步：在 TIA Portal 中添加 OV20i​

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

4.1 将 OV20i 添加到硬件配置​

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

4.2 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（默认建议 128 ms）
  4. I/O Data：按需配置输入/输出数据模块

4.3 分配 IP 地址和设备名称​

  1. Compile 硬件配置
  2. Go online 与 PLC 连接
  3. Assign IP address 给 OV20i 设备
  4. Assign device name 与相机配置匹配

第5步：测试 PROFINET 通信​

5.1 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

5.2 测试数据交换​

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

image.png

5.3 测试检测循环​

  1. 激活 PLC 触发 以对相机触发
  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、防火墙设置
数据不更新I/O 数据保持静态验证 EDS 文件版本，检查装配配置
触发不起作用相机对 PLC 触发无响应检查触发位映射，验证 PLC 输出是否处于活动状态
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
设备未找到相机在 TIA Portal 中不可见检查 GSDML 文件安装情况，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大循环时间，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. Ping 测试 在相机和 PLC 之间
  2. 检查网络交换机 和线缆完整性
  3. 监控网络流量 以排查带宽问题
  4. 验证防火墙设置，确保不阻塞通信

Step 6: Performance Optimization​

6.1 时序考虑​

  • EtherNet/IP RPI：起始为 100ms，根据应用需求进行调整
  • PROFINET Cycle Time：默认 128ms，只有在需要时才减少
  • Inspection Time：在循环规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​

  • 尽量减小 I/O 汇编中的数据量
  • 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（explicit messaging）

6.3 网络管理​

  • 使用受管交换机 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
  • 规划 IP 地址段 以实现可扩展性

成功！您的 PLC 通信已建立​

您的 OV20i 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​

  • 为一致通信使用静态 IP 地址
  • 记录所有网络设置 与设备配置
  • 在生产部署前进行充分测试
  • 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
  • 使用具备适当安全功能的受管交换机
  • 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 通信后：

  1. 从 PLC 触发检查 — 使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 设置 PLC 触发的检查
  2. 从 PLC 更改配方 — 通过 PLC 指令远程切换摄像头配方
  3. PLC 通信细节（EtherNet/IP） — 详细数据映射、汇编布局与时序
  4. 开发 PLC 控制逻辑，以满足您的特定应用
  5. 创建用于监控和控制的操作员界面

📥 下载文件​

下载以下用于 PLC 集成的关键文件：

EtherNet/IP 配置​

  • OV20i EDS File - Allen-Bradley Studio 5000 的 Electronic Data Sheet (EDS)
    • 在 ControlLogix/CompactLogix 系统中配置 OV20i 模块所必需

PROFINET 配置​

  • OV20i GSDML File - Siemens TIA Portal 的设备描述
    • 在 PROFINET 网络中配置 OV20i 设备所必需

示例 PLC 代码​

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

    • 完整的 Allen-Bradley 程序，用于通过 PLC 更改摄像头配方

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

    • 用于触发摄像头并处理结果的完整 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

🔗 参见​