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連線到 PLC（Ethernet/IP，PROFINET）

本指南展示瞭如何使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 協議將 OV20i 相機連線到工業 PLC。這些連線實現了實時通訊，以觸發檢查、接收結果並將視覺檢查整合到您的自動化生產系統中。

影片指南

檢視此主題的實際操作：自動整合構建器

備註

有關詳細的資料對映和時序資訊，請參見 PLC 通訊詳細資訊（EtherNet/IP）

何時使用 PLC 通訊： 當您需要將視覺檢查與自動化生產線整合、從 PLC 訊號觸發檢查、將合格/不合格結果傳送到 PLC，或與其他自動化裝置協調視覺檢查時。

先決條件​

  • 已設定並連線到網路的 OV20i 相機系統
  • 具有 EtherNet/IP 或 PROFINET 功能的 PLC 系統
  • 連線相機和 PLC 的網路基礎設施
  • 訪問 PLC 程式設計軟體（Studio 5000、TIA Portal 等）
  • 對工業網路概念的基本理解

理解 PLC 通訊協議​

EtherNet/IP​

  • 使用者： 主要為 Allen-Bradley/Rockwell Automation PLC
  • 優點： 高速通訊，廣泛支援，顯式和隱式訊息傳遞
  • 應用： ControlLogix、CompactLogix 和其他 Rockwell 平臺
  • 資料交換： 迴圈 I/O 和基於訊息的通訊

PROFINET​

  • 使用者： 西門子及其他歐洲製造商
  • 優點： 實時確定性通訊，先進的診斷功能
  • 應用： 西門子 S7 PLC，各種工業自動化系統
  • 資料交換： 迴圈 I/O 具有實時效能

第 1 部分：EtherNet/IP 連線​

第 1 步：下載並安裝 EDS 檔案​

在您可以將 OV20i 新增到 PLC 專案之前，必須在 Studio 5000 中安裝 EDS（電子資料表）檔案。沒有它，相機將不會出現在模組目錄中。

  1. 下載 EDS 檔案，可以從以下任一處獲取：
    • 相機的 Web 介面（工業乙太網 > EtherNet/IP 頁面）
    • 或直接在這裡下載：OV20i EDS 檔案

EDS 檔案下載

  1. 在 Studio 5000 中，轉到 工具 > EDS 硬體安裝工具

Studio 5000 工具選單中的 EDS 硬體安裝工具

  1. 選擇 註冊 EDS 檔案，然後 瀏覽 並選擇 OV20i EDS 檔案

Studio 5000 裝置描述檔案安裝工具

  1. 按照安裝嚮導完成 EDS 註冊
需要 EDS 檔案

在沒有安裝 EDS 檔案的情況下，您 無法 在 Studio 5000 中新增 OV20i 模組。該裝置將不會出現在“選擇模組型別”對話方塊中。如果您跳過此步驟，您唯一的選擇是通用乙太網模組，這需要手動輸入組裝例項和資料大小。

步驟 2：為 OV20i 配置 EtherNet/IP​

工業 Ethernet 頁面上的 EtherNet/IP 協議選項

2.1 訪問工業 Ethernet 設定​

  1. 開啟 OV20i 網路介面
  2. 在左側選單中導航到 "工業 Ethernet"
  3. 您將看到工業 Ethernet 配置頁面

2.2 啟用 EtherNet/IP 協議​

  1. 在 工業 Ethernet 選單中，選擇 "EtherNet/IP" 協議
  2. 點選 "啟用" 以啟用 EtherNet/IP 通訊
  3. 在裝置資訊視窗中記錄您的相機網路設定

2.3 配置網路設定​

  1. 設定靜態 IP 地址（建議用於生產）
    • 轉到系統設定 > 網路
    • 配置與您的 PLC 在同一子網中的靜態 IP
    • 示例：相機：192.168.1.100，PLC：192.168.1.50
  2. 配置子網掩碼（通常為 255.255.255.0）
  3. 設定閘道器（如果您的網路需要）

2.4 配置 EtherNet/IP 裝置設定​

  1. 裝置名稱：為您的相機設定一個有意義的名稱
  2. 組裝配置：配置輸入/輸出資料結構
  3. 連線引數：設定適當的超時和 RPI（請求資料包間隔）值
  4. 點選 "儲存" 以應用 EtherNet/IP 設定

步驟 3：配置 PLC 配方設定​

3.1 啟用 PLC 觸發（可選）​

  1. 導航到 配方編輯器 > 成像設定
  2. 將 觸發模式 設定為 "PLC 觸發"
  3. 重要： 一旦啟用 PLC 觸發，手動觸發將被禁用

3.2 配置合格/不合格輸出​

  1. 導航到 配方編輯器 > IO 塊
  2. 確保您的檢測邏輯以 "最終合格/不合格" 節點結束
  3. 這會在 EtherNet/IP 組裝中設定檢測合格位

步驟 4：在 Studio 5000 中新增 OV20i 模組​

4.1 將 OV20i 模組新增到 PLC 專案​

  1. 在 Studio 5000 中，開啟您的 PLC 專案
  2. 在專案樹中轉到 I/O 配置
  3. 右鍵單擊 乙太網模組並選擇 "新模組"

Studio 5000 控制器組織器中的新模組選項

  1. 在模組目錄中 搜尋 "OV20i" 或 "Overview"（OV20i 在此處出現，因為您在步驟 1 中安裝了 EDS 檔案）
  2. 選擇 OV20i 模組並點選 "建立"

Studio 5000 選擇模組型別視窗

4.2 配置模組屬性​

  1. 名稱：輸入相機的描述性名稱
  2. IP 地址：輸入 OV20i 的 IP 地址（例如，192.168.1.100）
  3. RPI（請求資料包間隔）：設定為 100ms 或根據需要
  4. 連線引數：配置輸入/輸出資料大小
  5. 點選 "確定" 以建立模組

Studio 5000 新模組屬性

4.3 對映 I/O 資料​

  1. 輸入資料：檢測結果、狀態位、相機準備訊號
  2. 輸出資料：觸發命令、配方變更請求、控制訊號
  3. 在您的 PLC 程式中建立標籤以對映到 I/O 資料
  4. 示例輸入標籤：
    • Camera_InspectionPass: BOOL
    • Camera_Ready: BOOL
    • Camera_Busy: BOOL
  5. 示例輸出標籤：
    • Camera_Trigger: BOOL
    • Camera_RecipeSelect: INT

輸入組裝 (OV20i → PLC)

OV20i 輸入組裝的位元組和位佈局

輸出組裝 (PLC → OV20i)

OV20i 輸出組裝的位元組和位佈局

第 5 步：測試 EtherNet/IP 通訊​

5.1 驗證連線狀態​

  1. 在 Studio 5000 中，檢查 I/O 配置中的模組狀態
  2. 綠色勾號 表示連線成功
  3. 紅色 X 表示通訊問題

5.2 測試基本通訊​

  1. 監控 PLC 程式中的輸入資料 來自相機
  2. 切換輸出訊號 到相機並驗證響應
  3. 檢查診斷資訊 以獲取任何錯誤程式碼

5.3 測試觸發和響應​

  1. 啟用 PLC 觸發 輸出到相機
  2. 監控 PLC 輸入資料中的檢測結果
  3. 驗證透過/失敗狀態 更新是否正確
  4. 檢查觸發和響應週期的時序

第 2 部分：PROFINET 連線​

第 1 步：下載並安裝 GSDML 檔案​

在您可以將 OV20i 新增到硬體配置之前，必須在 TIA Portal 中安裝 GSDML（通用站描述標記語言）檔案。沒有它，相機將不會出現在硬體目錄中。

  1. 從以下任一處下載 GSDML 檔案：
    • 相機的網頁介面（工業乙太網 > PROFINET 頁面）
    • 或直接在這裡下載：OV20i GSDML 檔案
  2. 在 TIA Portal 中，轉到 選項 > 管理通用站描述檔案（GSD）
  3. 瀏覽到您儲存 GSDML 檔案的資料夾，選擇它，然後點選 安裝
  4. 安裝完成後，關閉對話方塊。OV20i 現在將出現在硬體目錄中。
GSDML 檔案必需

您 不能 在 TIA Portal 中新增 OV20i 裝置，除非安裝了 GSDML 檔案。該裝置將不會出現在硬體目錄中的其他現場裝置 > PROFINET IO 下。始終先安裝 GSDML 檔案。

第 2 步：為 PROFINET 配置 OV20i​

2.1 訪問工業乙太網設定​

  1. 開啟 OV20i 網頁介面
  2. 在左側選單中導航到 "工業乙太網"
  3. 從選項中選擇 "PROFINET" 協議

image.png

2.2 啟用 PROFINET 協議​

  1. 點選 "啟用 PROFINET" 以啟用協議
  2. 注意： 啟用時，PROFINET 管理相機 IP 地址
  3. 相機 IP 設定可能會被 PLC 配置覆蓋

2.3 配置 PROFINET 裝置設定​

  1. PROFINET 裝置名稱：為相機設定唯一名稱
    • 示例："OV20i_Line1_Station2"
    • 如果同一 PLC 上有多個相機，必須唯一
  2. 裝置配置：注意裝置能力和資料結構
  3. 點選 "儲存" 以應用 PROFINET 設定

第 3 步：配置 PLC 配方設定​

3.1 啟用 PLC 觸發（可選）​

  1. 導航到 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 如果需要，將 Trigger Mode 設定為 "PLC Trigger"
  3. 警告： 當 PLC 觸發處於活動狀態時，手動觸發已禁用

3.2 配置合格/不合格邏輯​

  1. 導航到 Recipe Editor > IO Block
  2. 確保檢查邏輯以 "Final Pass/Fail" 節點結束
  3. 這會在 PROFINET 輸入組裝中設定檢查透過位

第 4 步：在 TIA Portal 中新增 OV20i​

備註

如果您希望從 Node-RED 接收資料回 Profinet PLC，請確保新增自定義資料模組（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 將 OV20i 新增到硬體配置​

  1. 在 TIA Portal 中，開啟 Device & Networks 檢視
  2. 從 Hardware catalog 中，展開 Other field devices > PROFINET IO
  3. 找到 OV20i 裝置並將其拖到網路檢視中
  4. 連線 OV20i 到您的 PLC 的 PROFINET 介面

4.2 配置裝置屬性​

  1. Device Name：設定與相機中配置的相同名稱
  2. IP Address：配置 IP 地址（可能由 PLC 管理）
  3. Update Time：設定迴圈時間（推薦預設 128ms）
  4. I/O Data：根據需要配置輸入/輸出資料模組

4.3 分配 IP 地址和裝置名稱​

  1. 編譯 硬體配置
  2. 線上 與 PLC
  3. 分配 IP 地址 給 OV20i 裝置
  4. 分配裝置名稱 與相機配置匹配

第 5 步：測試 PROFINET 通訊​

5.1 驗證裝置狀態​

  1. 在 TIA Portal 中，檢查 Device & Networks 中的裝置狀態
  2. 綠色狀態 表示通訊成功
  3. 紅色狀態 表示通訊問題

5.2 測試資料交換​

  1. 監控 PLC 程式中的輸入資料 來自相機
  2. 控制輸出資料 到相機並驗證響應
  3. 檢查診斷緩衝區 是否有任何錯誤訊息

image.png

5.3 測試檢查週期​

  1. 啟用 PLC 觸發 到相機
  2. 監控 PLC 輸入資料中的檢查結果
  3. 驗證合格/不合格狀態 傳輸
  4. 檢查迴圈時間 是否滿足應用要求

第 5 步：故障排除 PLC 通訊​

5.1 常見 EtherNet/IP 問題​

問題症狀解決方案
連線超時模組在 Studio 5000 中顯示紅色 X檢查 IP 地址、網路連線、防火牆設定
資料未更新I/O 資料保持靜態驗證 EDS 檔案版本，檢查組裝配置
觸發不起作用相機未響應 PLC 觸發檢查觸發位對映，驗證 PLC 輸出是否處於活動狀態
響應緩慢檢查結果延遲調整 RPI 定時，檢查網路負載

5.2 常見的 PROFINET 問題​

問題症狀解決方案
裝置未找到相機在 TIA Portal 中不可見檢查 GSDML 檔案安裝，驗證裝置名稱
IP 地址衝突通訊錯誤確保 IP 地址唯一，檢查子網配置
週期時間錯誤看門狗超時增加週期時間，檢查網路效能
資料格式錯誤I/O 資料不正確驗證 GSDML 版本，檢查資料結構對映

5.3 網路診斷​

  1. 相機與 PLC 之間的 Ping 測試
  2. 檢查網路交換機和電纜完整性
  3. 監控網路流量以發現頻寬問題
  4. 驗證防火牆設定不阻止通訊

第 6 步：效能最佳化​

6.1 時間考慮​

  • EtherNet/IP RPI：初始設定為 100ms，根據應用需求調整
  • PROFINET 週期時間：使用 128ms 預設值，僅在必要時減少
  • 檢測時間：在週期規劃中考慮總檢測時間
  • 網路延遲：在時間計算中考慮網路延遲

6.2 資料效率​

  • 最小化 I/O 組裝中的資料大小
  • 使用適當的資料型別（BOOL vs INT vs REAL）
  • 避免在迴圈通訊中傳輸不必要的資料
  • 對非關鍵資料使用顯式訊息傳遞

6.3 網路管理​

  • 使用管理型交換機以獲得更好的診斷
  • 為關鍵應用實施冗餘
  • 監控網路利用率以防止擁堵
  • 規劃 IP 地址範圍以實現可擴充套件性

成功！您的 PLC 通訊已建立​

您的 OV20i 相機現在可以：

✅ 使用工業協議與 PLC 通訊

✅ 接收自動化系統的觸發訊號

✅ 將檢測結果傳送到 PLC 控制邏輯

✅ 與生產線自動化無縫整合

✅ 支援遠端配方更改和系統協調

最佳實踐​

生產部署​

  • 使用靜態 IP 地址以確保通訊一致性
  • 記錄所有網路設定和裝置配置
  • 在生產部署前進行徹底測試
  • 規劃維護和故障排除程式

安全考慮​

  • 將工業網路與辦公網路隔離
  • 使用具備適當安全功能的管理型交換機
  • 監控網路訪問和裝置通訊
  • 保持所有網路裝置的韌體更新

維護​

  • 定期進行網路健康檢查和診斷
  • 監控通訊統計資料以發現效能趨勢
  • 根據需要更新裝置驅動程式和配置檔案
  • 維護所有網路配置的文件

下一步​

在建立 PLC 通訊後：

  1. 從 PLC 觸發檢測 — 使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 設定 PLC 觸發的檢測
  2. 從 PLC 更改配方 — 透過 PLC 命令遠端切換相機配方
  3. PLC 通訊詳細資訊（EtherNet/IP） — 詳細的資料對映、組裝佈局和時間
  4. 為您的特定應用開發 PLC 控制邏輯
  5. 建立操作員介面以進行監控和控制

📥 下載檔案​

下載這些用於 PLC 整合的重要檔案：

EtherNet/IP 配置​

  • OV20i EDS 檔案 - Allen-Bradley Studio 5000 的電子資料表
    • 配置 OV20i 模組在 ControlLogix/CompactLogix 系統中所需

PROFINET 配置​

  • OV20i GSDML 檔案 - Siemens TIA Portal 的裝置描述
    • 配置 OV20i 裝置在 PROFINET 網路中所需

示例 PLC 程式碼​

  • 配方切換例程 - 用於配方切換的梯形邏輯

    • 完整的 Allen-Bradley 例程，用於透過 PLC 更改相機配方

  • 相機觸發例程 - 用於觸發檢查的梯形邏輯

    • 完整的 Allen-Bradley 例程，用於觸發相機並處理結果

檔案使用說明：​

  • EDS 檔案：透過工具 → EDS 硬體安裝工具匯入到 Studio 5000
  • GSDML 檔案：透過選項 → 管理 GSD 檔案匯入到 TIA Portal
  • L5X 檔案：將梯形邏輯直接匯入到您的 Allen-Bradley 專案中

🔗 另見​