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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。这些连接可实现实时通信，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。

视频指南

观看相关主题的演示：Auto-Integration Builder

备注

有关详细的数据映射和时序信息，请参阅 PLC 通信详情 (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、通过 PLC 信号触发检测、向 PLC 发送通过/失败结果，或将视觉检测与其他自动化设备协调时。

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

了解 PLC 通信协议​

EtherNet/IP​

  • 使用者： 主要为 Allen-Bradley/Rockwell Automation PLC
  • 优势： 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： 周期性 I/O 和基于消息的通信

PROFINET​

  • 使用者： Siemens 及其他欧洲制造商
  • 优势： 实时确定性通信、高级诊断
  • 应用： Siemens S7 PLC、各类工业自动化系统
  • 数据交换： 具备实时性能的周期性 I/O

第 1 部分：EtherNet/IP 连接​

第一步：下载并安装 EDS 文件​

在将 OV80i 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，可通过以下方式获取：
    • 摄像头的 Web 界面（Industrial Ethernet > EtherNet/IP 页面）
    • 或直接从此处下载：OV80i EDS 文件

EDS 文件下载

  1. 在 Studio 5000 中，依次进入 Tools > EDS Hardware Installation Tool

Studio 5000 工具菜单中的 EDS Hardware Installation Tool

  1. 选择 Register an EDS file，然后点击 Browse 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

未安装 EDS 文件时，您无法在 Studio 5000 中添加 OV80i 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 OV80i 配置 EtherNet/IP​

Industrial Ethernet 页面上的 EtherNet/IP 协议选项

2.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. 打开 OV80i 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录相机的网络设置

2.3 配置网络设置​

  1. 设置静态 IP 地址（生产环境推荐）
    • 进入 System Settings > Network
    • 配置与 PLC 处于同一子网的静态 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. 如网络需要，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，请求数据包间隔）值
  4. 点击 "Save" 以应用 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 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 Configuration
  3. 右键点击 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 "OV80i" 或 "Overview"（由于您在第一步中已安装 EDS 文件，OV80i 会出现在此处）
  2. 选择 OV80i 模块并点击 "Create"

Studio 5000 Select Module Type 窗口

4.2 配置模块属性​

  1. Name：为相机输入描述性名称
  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 或按需设置
  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

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. 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

输入组件 (OV80i → PLC)

OV80i 输入组件的字节和位布局

输出组件 (PLC → OV80i)

OV80i 输出组件的字节和位布局

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. 在 PLC 程序中监视来自相机的输入数据
  2. 切换输出信号到相机并验证响应
  3. 检查诊断信息以查找任何错误代码

5.3 测试触发和响应​

  1. 启用 PLC 触发输出到相机
  2. 在 PLC 输入数据中监视检测结果
  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​

必须先在 TIA Portal 中安装 GSDML（General Station Description Markup Language）文件，然后才能将 OV80i 添加到硬件配置中。如果未安装，相机将不会出现在硬件目录中。

  1. 下载 GSDML 文件，可从以下任一位置：
    • 相机的网页界面（Industrial Ethernet > PROFINET 页面）
    • 或直接从此处下载：OV80i GSDML 文件
  2. 在 TIA Portal 中，转到 Options > Manage general station description files (GSD)
  3. 浏览到保存 GSDML 文件的文件夹，选择该文件，然后单击 Install
  4. 安装完成后，关闭对话框。OV80i 现在将出现在硬件目录中。
需要 GSDML 文件

如果未安装 GSDML 文件，您无法在 TIA Portal 中添加 OV80i 设备。该设备不会出现在硬件目录中的 Other field devices > PROFINET IO 下。请始终先安装 GSDML 文件。

第 2 步：为 PROFINET 配置 OV80i​

2.1 访问 Industrial Ethernet 设置​

  1. 打开 OV80i 网页界面
  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. 单击 "Enable PROFINET" 以激活协议
  2. **注意：**启用后，PROFINET 将管理相机 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，则必须唯一
  2. 设备配置：注意设备功能和数据结构
  3. 单击 "Save" 应用 PROFINET 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. 如有需要，将 触发模式 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. 这将设置 PROFINET 输入组件中的 Inspection Pass 位

第四步：在 TIA Portal 中添加 OV80i​

备注

如果您希望将数据从 Node-RED 返回到 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 设备并将其拖动到网络视图中
  4. 将 OV80i 连接 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（推荐默认值 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 建立在线连接
  3. 为 OV80i 设备 分配 IP 地址
  4. 分配 与相机配置匹配的设备名称

第五步：测试 PROFINET 通信​

5.1 验证设备状态​

  1. 在 TIA Portal 中，在 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 监控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 以查看任何错误消息

image.png

5.3 测试检测周期​

  1. 向相机 激活 PLC 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，检查组件配置
触发不工作相机对 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​

问题症状解决方案
找不到设备在 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
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 数据错误验证 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. 监控网络流量 以排查带宽问题
  4. 验证防火墙设置 不会阻止通信

第 6 步：性能优化​

6.1 时序考虑​

  • EtherNet/IP RPI：从 100ms 开始，根据应用需求调整
  • PROFINET 周期时间：使用默认 128ms，仅在必要时降低
  • 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）
  • 避免在周期性通信中包含不必要的数据
  • 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
  • 监控网络利用率 以防止拥塞
  • 规划 IP 地址范围 以支持扩展

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

✅ 从自动化系统接收触发信号

✅ 向 PLC 控制逻辑发送检测结果

✅ 与生产线自动化无缝集成

✅ 支持远程程序更改和系统协调

最佳实践​

生产部署​

  • 使用静态 IP 地址 以确保通信稳定
  • 记录所有网络设置 和设备配置
  • 在生产部署前进行充分测试
  • 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进行分段
  • 使用具有适当安全功能的网管型交换机
  • 监控网络访问 和设备通信
  • 在所有网络设备上保持固件更新

维护​

  • 定期网络健康检查 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

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 切换程序 — 通过 PLC 命令远程切换相机程序
  3. PLC 通信详细信息 (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. 创建操作员界面 用于监控与控制

📥 下载文件​

下载以下用于 PLC 集成的必备文件：

EtherNet/IP 配置​

  • OV80i EDS 文件 - 适用于 Allen-Bradley Studio 5000 的电子数据表
    • 在 ControlLogix/CompactLogix 系统中配置 OV80i 模块时必需

PROFINET 配置​

  • OV80i GSDML 文件 - 适用于 Siemens TIA Portal 的设备描述文件
    • 在 PROFINET 网络中配置 OV80i 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 切换相机程序的完整 Allen-Bradley 例程

  • 相机触发例程 - 用于触发检测的梯形图逻辑

    • 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 文件：通过 Studio 5000 的 Tools → EDS Hardware Installation Tool 导入
  • GSDML 文件：通过 TIA Portal 的 Options → Manage GSD Files 导入
  • L5X 文件：直接将梯形图逻辑导入到您的 Allen-Bradley 项目中

🔗 另请参阅​