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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自动化生产系统中。

视频指南

请查看本主题的实际演示：Auto-Integration Builder

备注

有关详细的数据映射与时序信息，请参阅 PLC Communication Details (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、从 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​

  • 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
  • 将摄像头与 PLC 连接的网络基础设施
  • 访问 PLC 编程软件（Studio 5000、TIA Portal 等）
  • 具备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： 主要面向 Allen-Bradley/Rockwell Automation PLCs
  • 优势： 高速通信、广泛支持、显式与隐式消息传递
  • 应用场景： 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
  • 优势： 实时确定性通信、先进诊断
  • 应用场景： 西门子 S7 PLCs、各类工业自动化系统
  • 数据交换： 具备实时性能的循环 I/O

第 1 部分：EtherNet/IP 连接​

第 1 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。在没有安装它的情况下，摄像头将不会出现在模块目录中。

  1. 从以下任一位置下载 EDS 文件：
    • 摄像头的网页界面（Industrial Ethernet > EtherNet/IP 页面）
    • 或直接在此处： OV20i EDS File

EDS 文件下载

  1. 在 Studio 5000 中，进入 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 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 上安装 EDS 文件，将无法在 PLC 项目中添加 OV20i 模块。设备不会出现在“选择模块类型/Select Module Type”对话框中。如果跳过此步骤，唯一的选项将是一个通用以太网模块，该模块需要手动输入装配实例和数据大小。

Step 2: Configure OV20i for EtherNet/IP​

EtherNet/IP Protocol Option on the Industrial Ethernet Page

2.1 Access Industrial Ethernet Settings​

  1. 打开 OV20i 的 web 界面
  2. 在左侧菜单中导航至 "Industrial Ethernet"
  3. 你将看到 Industrial Ethernet 配置页面

2.2 Enable EtherNet/IP Protocol​

  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 Configure Network Settings​

  1. 设置静态 IP 地址（生产环境推荐）
    • 转到 系统设置 > 网络
    • 在与 PLC 相同子网中配置静态 IP
    • 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. 设置网关（如网络需要）

2.4 Configure EtherNet/IP Device Settings​

  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）数值
  4. 点击 "Save" 以应用 EtherNet/IP 设置

Step 3: Configure PLC Recipe Settings​

3.1 Enable PLC Triggering (Optional)​

  1. 转到 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger"
  3. Important: 一旦启用 PLC Trigger，手动触发将被禁用

3.2 Configure Pass/Fail Output​

  1. 转到 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 assembly 中设置 Inspection Pass 位

Step 4: Add OV20i Module in Studio 5000​

4.1 Add OV20i Module to PLC Project​

  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"

New Module Option in the Studio 5000 Controller Organizer

  1. 在模块目录中搜索 "OV20i" 或 "Overview"（由于你在第 1 步安装了 EDS 文件，OV20i 将出现在这里）
  2. 选择 OV20i 模块并点击 "Create"

Studio 5000 Select Module Type Window

4.2 Configure Module Properties​

  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)：设定为 100ms，或按需
  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. Input Data：检查结果、状态位、相机就绪信号
  2. Output Data：触发命令、配方变更请求、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

Input Assembly (OV20i → PLC)

OV20i 输入组装的字节和位布局

Output Assembly (PLC → OV20i)

OV20i 输出组装的字节和位布局

Step 5: Test EtherNet/IP Communication​

5.1 Verify Connection Status​

  1. In Studio 5000，在 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

5.2 Test Basic Communication​

  1. Monitor input data from camera in PLC program
  2. Toggle output signals to camera and verify response
  3. Check diagnostic information for any error codes

5.3 Test Trigger and Response​

  1. Enable PLC trigger output to camera
  2. Monitor inspection results in PLC input data
  3. Verify pass/fail status updates correctly
  4. Check timing of trigger and response cycles

Part 2: PROFINET Connection​

Step 1: Download and Install the GSDML File​

The GSDML (General Station Description Markup Language) file must be installed in TIA Portal before you can add the OV20i to your hardware configuration. Without it, the camera will not appear in the hardware catalog.

  1. 下载 GSDML 文件，可从以下任一处获取：
    • 相机的网页界面（Industrial Ethernet > PROFINET 页面）
    • 或直接在此处：OV20i GSDML File
  2. 在 TIA Portal 中，进入 选项 > 管理通用站描述文件（GSD）
  3. 浏览到保存 GSDML 文件的文件夹，选择它，然后单击 安装 以应用 PROFINET 设置
  4. 安装完成后，关闭对话框。OV20i 现在会出现在硬件目录中。
需要 GSDML 文件

在未安装 GSDML 文件的情况下，您无法在 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: Configure OV20i for PROFINET​

2.1 Access Industrial Ethernet Settings​

  1. 打开 OV20i 网页界面
  2. 在左侧菜单导航到 "Industrial Ethernet"（工业以太网）
  3. 从选项中选择 "PROFINET" 协议

image.png

2.2 Enable PROFINET Protocol​

  1. 单击 "Enable PROFINET" 以激活协议
  2. 注： 启用时 PROFINET 会管理相机 IP 地址
  3. 相机 IP 设置可能会被 PLC 配置覆盖

2.3 Configure PROFINET Device Settings​

  1. PROFINET 设备名称：为相机设置唯一名称
    • 例子："OV20i_Line1_Station2"
    • 若同一 PLC 上有多台相机，必须唯一
  2. 设备配置：记录设备能力与数据结构
  3. 单击 "Save" 以应用 PROFINET 设置

Step 3: Configure PLC Recipe Settings​

3.1 Enable PLC Triggering (Optional)​

  1. 进入 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 将 Trigger Mode 设置为 "PLC Trigger" 如有需要
  3. Warning: 当 PLC trigger 启用时，手动触发将被禁用

3.2 Configure Pass/Fail Logic​

  1. 进入 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保检测逻辑以 "Final Pass/Fail" 节点结束
  3. 这会在 PROFINET input assembly 中设置 Inspection Pass bit

Step 4: Add OV20i in TIA Portal​

备注

If you want to recieve data back from Node-RED to Profinet PLC, make sure to add the custom data modules (User Data - 64 bytes and User Results - 64 bytes).

User Data and User Results modules.png

Custom Data via Node-RED module IDs.png

4.1 Add OV20i to Hardware Configuration​

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

4.2 Configure Device Properties​

  1. Device Name：设定与相机配置中相同的名称
  2. IP Address：配置 IP 地址（可能由 PLC 管理）
  3. Update Time：设定循环时间（默认推荐 128ms）
  4. I/O Data：按需要配置输入/输出数据模块

4.3 Assign IP Address and Device Name​

  1. Compile 硬件配置
  2. Go online 与 PLC
  3. Assign IP address 给 OV20i 设备
  4. Assign device name，与相机配置一致

Step 5: Test PROFINET Communication​

5.1 Verify Device Status​

  1. 在 TIA Portal，在 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 Test Data Exchange​

  1. Monitor input data 来自相机，在 PLC 程序中的输入数据监视
  2. Control output data 发送输出数据到相机并验证响应
  3. Check diagnostic buffers 查看诊断缓冲区中的错误消息

image.png

5.3 Test Inspection Cycle​

  1. Activate PLC trigger 将 PLC 触发信号发送到相机
  2. Monitor inspection results 在 PLC 输入数据中监视检查结果
  3. Verify pass/fail status 传输的通过/失败状态
  4. Check cycle timing 确认循环时间符合应用需求

Step 5: Troubleshooting PLC Communication​

5.1 Common EtherNet/IP Issues​

问题症状解决方法
连接超时Studio 5000 中的模块显示红色 X检查 IP 地址、网络连通性、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
响应慢检查结果延迟调整 RPI timing，检查网络负载

5.2 常见 PROFINET 问题​

ProblemSymptomsSolution
设备未找到摄像头在 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
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. 在摄像头与 PLC 之间进行 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. 验证防火墙设置是否阻止通信

Step 6: 性能优化​

6.1 时间考量​

  • EtherNet/IP RPI：起始值 100 ms，根据应用需求进行调整
  • PROFINET Cycle Time：默认 128 ms，只有在需要时才减少
  • Inspection Time：在循环计划中考虑总检查时间
  • Network Latency：在时序计算中考虑网络延迟

6.2 数据效率​

  • 在 I/O 组装中尽量减小数据量
  • 使用合适的数据类型（BOOL、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

6.3 网络管理​

  • 使用受管交换机以获得更好诊断
  • 为关键应用实现冗余
  • 监控网络利用率以防止拥塞
  • 为可扩展性规划 IP 地址范围

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

✅ 将检查结果发送给 PLC 控制逻辑

✅ 与生产线自动化无缝集成

✅ 支持远程配方更改与系统协调

最佳实践​

生产部署​

  • 使用静态 IP 地址以实现一致的通信
  • 记录所有网络设置及设备配置
  • 在生产部署前进行彻底测试
  • 为维护和故障排除程序制定计划

安全性考虑​

  • 将工业网络与办公网络分离
  • 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获取性能趋势
  • 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 设置基于 PLC 的触发检查
  2. 从 PLC 更改配方 — 通过 PLC 命令远程切换摄像头配方
  3. PLC 通信详情（EtherNet/IP） — 详细数据映射、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​

下载以下用于 PLC 集成的关键文件：

EtherNet/IP Configuration​

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

PROFINET Configuration​

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

PLC 代码示例​

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

    • 通过 PLC 更改摄像头配方的完整 Allen-Bradley 例程

  • Camera Trigger Routine - 用于触发检查的梯形逻辑

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

🔗 相关链接​