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连接到 PLC（Ethernet/IP，PROFINET）

本指南展示了如何使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 协议将 OV80i 相机连接到工业 PLC。这些连接实现了实时通信，用于触发检查、接收结果以及将视觉检查集成到您的自动化生产系统中。

视频指南

查看此主题的实际操作：自动集成构建器

备注

有关详细的数据映射和时序信息，请参见 PLC 通信详情（EtherNet/IP）

何时使用 PLC 通信： 当您需要将视觉检查与自动化生产线集成、从 PLC 信号触发检查、将合格/不合格结果发送到 PLC，或与其他自动化设备协调视觉检查时。

先决条件​

  • OV80i 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
  • 连接相机和 PLC 的网络基础设施
  • 访问 PLC 编程软件（Studio 5000、TIA Portal 等）
  • 对工业网络概念有基本了解

理解 PLC 通信协议​

EtherNet/IP​

  • 使用者： 主要为 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 及其他 Rockwell 平台
  • 数据交换： 循环 I/O 和基于消息的通信

PROFINET​

  • 使用者： 西门子及其他欧洲制造商
  • 优点： 实时确定性通信，先进的诊断功能
  • 应用： 西门子 S7 PLC，各种工业自动化系统
  • 数据交换： 循环 I/O 具有实时性能

第 1 部分：EtherNet/IP 连接​

第 1 步：下载并安装 EDS 文件​

在您可以将 OV80i 添加到 PLC 项目之前，必须在 Studio 5000 中安装 EDS（电子数据表）文件。没有它，相机将不会出现在模块目录中。

  1. 从以下任一处下载 EDS 文件：
    • 相机的网页界面（工业以太网 > EtherNet/IP 页面）
    • 或直接在此下载：OV80i EDS 文件

EDS 文件下载

  1. 在 Studio 5000 中，转到 工具 > EDS 硬件安装工具

Studio 5000 工具菜单中的 EDS 硬件安装工具

  1. 选择 注册 EDS 文件，然后 浏览 并选择 OV80i 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

您 无法 在 Studio 5000 中添加 OV80i 模块，除非安装了 EDS 文件。该设备将不会出现在“选择模块类型”对话框中。如果您跳过此步骤，您唯一的选择是通用以太网模块，这需要手动输入组装实例和数据大小。

第 2 步：为 OV80i 配置 EtherNet/IP​

工业 Ethernet 页面上的 EtherNet/IP 协议选项

2.1 访问工业以太网设置​

  1. 打开 OV80i 网页界面
  2. 在左侧菜单中导航到 "工业以太网"
  3. 您将看到工业以太网配置页面

2.2 启用 EtherNet/IP 协议​

  1. 在 工业以太网 菜单中，选择 "EtherNet/IP" 协议
  2. 点击 "启用" 以激活 EtherNet/IP 通信
  3. 在设备信息窗口中记录相机的网络设置

2.3 配置网络设置​

  1. 设置静态 IP 地址（推荐用于生产）
    • 转到系统设置 > 网络
    • 在与您的 PLC 相同的子网中配置静态 IP
    • 示例：相机：10.250.0.100，PLC：10.250.0.50
  2. 配置子网掩码（通常为 255.255.255.0）
  3. 设置网关（如网络需要）

2.4 配置 EtherNet/IP 设备设置​

  1. 设备名称：为您的相机设置一个有意义的名称
  2. 组装配置：配置输入/输出数据结构
  3. 连接参数：设置适当的超时和 RPI（请求数据包间隔）值
  4. 点击 "保存" 以应用 EtherNet/IP 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 配方编辑器 > 成像设置
  2. 将 触发模式 设置为 "PLC 触发"
  3. 重要： 一旦启用 PLC 触发，手动触发将被禁用

3.2 配置合格/不合格输出​

  1. 导航到 配方编辑器 > IO 块
  2. 确保您的检测逻辑以 "最终合格/不合格" 节点结束
  3. 这会在 EtherNet/IP 组装中设置检测合格位

第 4 步：在 Studio 5000 中添加 OV80i 模块​

4.1 将 OV80i 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 配置
  3. 右键单击 以太网模块并选择 "新模块"

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"（OV80i 在这里出现，因为您在第 1 步中安装了 EDS 文件）
  2. 选择 OV80i 模块并点击 "创建"

Studio 5000 选择模块类型窗口

4.2 配置模块属性​

  1. 名称：输入相机的描述性名称
  2. IP 地址：输入 OV80i 的 IP 地址（例如，10.250.0.100）
  3. RPI（请求数据包间隔）：设置为 100ms 或根据需要
  4. 连接参数：配置输入/输出数据大小
  5. 点击 "确定" 以创建模块

Studio 5000 新模块属性

4.3 映射 I/O 数据​

  1. 输入数据：检测结果、状态位、相机准备信号
  2. 输出数据：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 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 配置中的模块状态
  2. 绿色勾号 表示连接成功
  3. 红色 X 表示通信问题

5.2 测试基本通信​

  1. 监控 PLC 程序中的相机输入数据
  2. 切换输出信号到相机并验证响应
  3. 检查诊断信息以获取任何错误代码

5.3 测试触发和响应​

  1. 启用 PLC 触发输出到相机
  2. 监控 PLC 输入数据中的检测结果
  3. 验证通过/失败状态是否正确更新
  4. 检查触发和响应周期的时序

第 2 部分：PROFINET 连接​

第 1 步：下载并安装 GSDML 文件​

必须在 TIA Portal 中安装 GSDML（通用站描述标记语言）文件，才能将 OV80i 添加到您的硬件配置中。没有它，相机将不会出现在硬件目录中。

  1. 从以下任一处下载 GSDML 文件：
    • 相机的网页界面（工业以太网 > PROFINET 页面）
    • 或直接在这里下载：OV80i GSDML 文件
  2. 在 TIA Portal 中，转到 选项 > 管理通用站描述文件（GSD）
  3. 浏览到您保存 GSDML 文件的文件夹，选择它，然后点击 安装
  4. 安装完成后，关闭对话框。OV80i 现在将出现在硬件目录中。
GSDML 文件必需

在 TIA Portal 中，无法添加 OV80i 设备，除非安装了 GSDML 文件。该设备将不会出现在硬件目录中的其他现场设备 > PROFINET IO 下。请始终先安装 GSDML 文件。

第 2 步：为 PROFINET 配置 OV80i​

2.1 访问工业以太网设置​

  1. 打开 OV80i 网页界面
  2. 在左侧菜单中导航到 "工业以太网"
  3. 从选项中选择 "PROFINET" 协议

image.png

2.2 启用 PROFINET 协议​

  1. 点击 "启用 PROFINET" 以激活协议
  2. 注意： 启用时，PROFINET 管理相机 IP 地址
  3. 相机 IP 设置可能会被 PLC 配置覆盖

2.3 配置 PROFINET 设备设置​

  1. PROFINET 设备名称：为相机设置唯一名称
    • 示例："OV80i_Line1_Station2"
    • 如果同一 PLC 上有多个相机，必须唯一
  2. 设备配置：注意设备能力和数据结构
  3. 点击 "保存" 以应用 PROFINET 设置

第 3 步：配置 PLC 食谱设置​

3.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 导航到 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 如果需要，将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"
  3. 警告： 当 PLC 触发处于活动状态时，手动触发将被禁用

3.2 配置合格/不合格逻辑​

  1. 导航到 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保检查逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这会在 PROFINET 输入组装中设置检查合格位

第 4 步：在 TIA Portal 中添加 OV80i​

备注

如果您希望从 Node-RED 接收数据回 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

4.1 将 OV80i 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 OV80i 设备并将其拖到网络视图中
  4. 连接 OV80i 到您的 PLC 的 PROFINET 接口

4.2 配置设备属性​

  1. 设备名称：设置与相机中配置的名称相同
  2. IP 地址：配置 IP 地址（可能由 PLC 管理）
  3. 更新周期：设置循环时间（推荐默认 128ms）
  4. I/O 数据：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 在线
  3. 分配 IP 地址 给 OV80i 设备
  4. 分配设备名称 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 中，检查 Device & Networks 中的设备状态
  2. 绿色状态 表示通信成功
  3. 红色状态 表示通信问题

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 到相机并验证响应
  3. 检查诊断缓冲区 是否有任何错误消息

image.png

5.3 测试检查周期​

  1. 激活 PLC 触发 到相机
  2. 监控 PLC 输入数据中的检查结果
  3. 验证合格/不合格状态 传输
  4. 检查循环时间 是否满足应用要求

第 6 步：故障排除 PLC 通信​

6.1 常见 EtherNet/IP 问题​

问题症状解决方案
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 数据保持静态验证 EDS 文件版本，检查组装配置
触发不起作用相机未响应 PLC 触发检查触发位映射，验证 PLC 输出是否处于活动状态
响应缓慢检查结果延迟调整 RPI 时间，检查网络负载

5.2 常见的 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
周期时间错误看门狗超时增加周期时间，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 相机与 PLC 之间的连接
  2. 检查网络交换机 和电缆完整性
  3. 监控网络流量 以发现带宽问题
  4. 验证防火墙设置 不会阻止通信

第 6 步：性能优化​

6.1 时间考虑​

  • EtherNet/IP RPI：初始设置为 100ms，根据应用需求调整
  • PROFINET 周期时间：使用 128ms 默认值，仅在必要时减少
  • 检测时间：在周期规划中考虑总检测时间
  • 网络延迟：在时间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
  • 使用适当的数据类型（BOOL vs INT vs 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​

  • 使用管理型交换机 以获得更好的诊断
  • 为关键应用实施冗余
  • 监控网络利用率 以防止拥塞
  • 规划 IP 地址范围 以实现可扩展性

成功！您的 PLC 通信已建立​

您的 OV80i 相机现在可以：

✅ 使用工业协议与 PLC 通信

✅ 接收自动化系统的触发信号

✅ 将检测结果发送到 PLC 控制逻辑

✅ 与生产线自动化无缝集成

✅ 支持远程配方更改 和系统协调

最佳实践​

生产部署​

  • 使用静态 IP 地址 以确保通信一致性
  • 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 和故障排除程序

安全考虑​

  • 将工业网络与办公网络隔离
  • 使用具有适当安全功能的管理型交换机
  • 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 以了解性能趋势
  • 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

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 命令远程切换相机配方
  3. PLC 通信详情（EtherNet/IP） — 详细的数据映射、组件布局和时间
  4. 为您的特定应用开发 PLC 控制逻辑
  5. 创建操作员界面 以进行监控和控制

📥 下载文件​

下载这些用于 PLC 集成的必要文件：

EtherNet/IP 配置​

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

PROFINET 配置​

  • OV80i GSDML 文件 - Siemens TIA Portal 的设备描述
    • 在 PROFINET 网络中配置 OV80i 设备所需

示例 PLC 代码​

  • 配方切换例程 - 用于配方切换的梯形逻辑

    • 完整的 Allen-Bradley 例程，用于通过 PLC 更改相机配方

  • 相机触发例程 - 用于触发检查的梯形逻辑

    • 完整的 Allen-Bradley 例程，用于触发相机并处理结果

文件使用说明：​

  • EDS 文件：通过工具 → EDS 硬件安装工具导入到 Studio 5000
  • GSDML 文件：通过选项 → 管理 GSD 文件导入到 TIA Portal
  • L5X 文件：将梯形逻辑直接导入到您的 Allen-Bradley 项目中

🔗 另见​