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連線到 PLC (Ethernet/IP, PROFINET)

本指南介紹如何使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 協議將 OV20i 攝像頭連線到工業 PLC。這些連線實現實時通訊，用於觸發檢測、接收結果，以及將視覺檢測整合到自動化生產系統中。

影片指南

檢視本主題的實際操作：Auto-Integration Builder

備註

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

何時使用 PLC 通訊： 當您需要將視覺檢測整合到自動化生產線、從 PLC 訊號觸發檢測、將透過/失敗結果傳送到 PLC，或將視覺檢測與其他自動化裝置協調時。

先決條件​

  • OV20i 攝像頭系統已設定並連線到網路
  • 具有 EtherNet/IP 或 PROFINET 功能的 PLC 系統
  • 連線攝像頭和 PLC 的網路基礎設施
  • 可訪問 PLC 程式設計軟體（Studio 5000、TIA Portal 等）
  • 對工業網路概念的基本瞭解

瞭解 PLC 通訊協議​

EtherNet/IP​

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

PROFINET​

  • 使用者： 西門子和其他歐洲製造商
  • 優勢： 實時確定性通訊、高階診斷
  • 應用： 西門子 S7 PLC、各種工業自動化系統
  • 資料交換： 具有實時效能的迴圈 I/O

第 1 部分：EtherNet/IP 連線​

第一步：下載並安裝 EDS 檔案​

必須在 Studio 5000 中安裝 EDS（電子資料表）檔案之後，才能將 OV20i 新增到 PLC 專案中。如果沒有該檔案，攝像頭將不會出現在模組目錄中。

  1. 下載 EDS 檔案，可從以下任一位置下載：
    • 攝像頭的 Web 介面（Industrial Ethernet > EtherNet/IP 頁面）
    • 或直接從此處下載：OV20i EDS 檔案

EDS 檔案下載

  1. 在 Studio 5000 中，轉到 Tools > EDS Hardware Installation Tool

Studio 5000 Tools 選單中的 EDS Hardware Installation Tool

  1. 選擇 Register an EDS file，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

未安裝 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 "Select Module Type" 對話方塊中。如果您跳過此步驟，唯一的選擇是使用 Generic Ethernet Module，這需要手動輸入裝配例項和資料大小。

第二步：為 OV20i 配置 EtherNet/IP​

Industrial Ethernet 頁面上的 EtherNet/IP 協議選項

2.1 訪問 Industrial Ethernet 設定​

  1. 開啟 OV20i Web 介面
  2. 在左側選單中導航至 "Industrial Ethernet"
  3. 您將看到 Industrial Ethernet 配置頁面

2.2 啟用 EtherNet/IP 協議​

  1. 在 Industrial Ethernet 選單中，選擇 "EtherNet/IP" 協議
  2. 點選 "Enable" 以啟用 EtherNet/IP 通訊
  3. 在 Device Information 視窗中記錄相機的網路設定

2.3 配置網路設定​

  1. 設定靜態 IP 地址（推薦用於生產環境）
    • 進入 System Settings > Network
    • 在與 PLC 相同的子網中配置靜態 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. 如果您的網路需要，設定閘道器

2.4 配置 EtherNet/IP 裝置設定​

  1. Device Name：為您的相機設定一個有意義的名稱
  2. Assembly Configuration：配置輸入/輸出資料結構
  3. Connection Parameters：設定適當的超時和 RPI（請求資料包間隔）值
  4. 點選 "Save" 應用 EtherNet/IP 設定

第三步：配置 PLC 程式設定​

3.1 啟用 PLC 觸發（可選）​

  1. 導航至 程式編輯器 > 影象設定
  2. 將 Trigger Mode 設定為 "PLC Trigger"
  3. 重要提示： 一旦啟用 PLC Trigger，手動觸發將被禁用

3.2 配置 Pass/Fail 輸出​

  1. 導航至 程式編輯器 > IO模組
  2. 確保您的檢測邏輯以 "Final Pass/Fail" 節點結束
  3. 此操作將在 EtherNet/IP assembly 中設定 Inspection Pass 位

第四步：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. 在專案樹中進入 I/O Configuration
  3. 右鍵單擊 Ethernet 模組並選擇 "New Module"

Studio 5000 控制器管理器中的 New Module 選項

  1. 在模組目錄中搜尋 "OV20i" 或 "Overview"（OV20i 出現在此處是因為您在第一步中已安裝 EDS 檔案）
  2. 選擇 OV20i 模組並點選 "Create"

Studio 5000 選擇模組型別視窗

4.2 配置模組屬性​

  1. Name：為相機輸入描述性名稱
  2. IP Address：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 或按需設定
  4. Connection Parameters：配置輸入/輸出資料大小
  5. 點選 "OK" 建立模組

Studio 5000 New Module 屬性

4.3 對映 I/O 資料​

  1. 輸入資料：檢測結果、狀態位、相機就緒訊號
  2. 輸出資料：觸發命令、程式切換請求、控制訊號
  3. 在 PLC 程式中建立標籤以對映 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

輸入裝配 (OV20i → PLC)

OV20i 輸入裝配的位元組和位佈局

輸出裝配 (PLC → OV20i)

OV20i 輸出裝配的位元組和位佈局

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. 綠色對勾表示連線成功
  3. 紅色叉號表示通訊問題

5.2 測試基本通訊​

  1. 在 PLC 程式中監視來自相機的輸入資料
  2. 切換輸出訊號至相機並驗證響應
  3. 檢查診斷資訊以檢視任何錯誤程式碼

5.3 測試觸發與響應​

  1. 啟用 PLC 觸發輸出至相機
  2. 在 PLC 輸入資料中監視檢測結果
  3. 驗證 pass/fail 狀態是否正確更新
  4. 檢查觸發與響應週期的時序

第 2 部分：PROFINET 連線​

第 1 步：下載並安裝 GSDML 檔案​

GSDML（General Station Description Markup Language，通用站描述標記語言）檔案必須先在 TIA Portal 中安裝，然後才能將 OV20i 新增到硬體配置中。否則，相機將不會出現在硬體目錄中。

  1. 下載 GSDML 檔案，可從以下任一來源獲取：
    • 相機的 Web 介面（Industrial Ethernet > PROFINET 頁面）
    • 或直接從此處下載：OV20i GSDML 檔案
  2. 在 TIA Portal 中，轉到 Options > Manage general station description files (GSD)
  3. 瀏覽到儲存 GSDML 檔案的資料夾，選擇該檔案，然後單擊 Install
  4. 安裝完成後，關閉對話方塊。OV20i 現在將出現在硬體目錄中。
需要 GSDML 檔案

未安裝 GSDML 檔案，您無法在 TIA Portal 中新增 OV20i 裝置。該裝置不會出現在硬體目錄的 Other field devices > PROFINET IO 下。請始終先安裝 GSDML 檔案。

第 2 步：為 PROFINET 配置 OV20i​

2.1 訪問 Industrial Ethernet 設定​

  1. 開啟 OV20i Web 介面
  2. 在左側選單中導航到 "Industrial Ethernet"
  3. 從選項中選擇 "PROFINET" 協議

image.png

2.2 啟用 PROFINET 協議​

  1. 單擊 "Enable PROFINET" 以啟用協議
  2. 注意： 啟用後，PROFINET 會管理相機的 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 上有多臺相機，則名稱必須唯一
  2. 裝置配置：記錄裝置功能和資料結構
  3. 單擊 "Save" 以應用 PROFINET 設定

第三步：配置 PLC 程式設定​

3.1 啟用 PLC 觸發（可選）​

  1. 導航至 程式編輯器 > 影象設定
  2. 如有需要，將 觸發模式 設定為 "PLC Trigger"
  3. 警告： 當 PLC 觸發啟用時，手動觸發將被禁用

3.2 配置 Pass/Fail 邏輯​

  1. 導航至 程式編輯器 > IO模組
  2. 確保檢測邏輯以 "Final Pass/Fail" 節點結束
  3. 這會在 PROFINET 輸入元件中設定 Inspection Pass 位

第四步：在 TIA Portal 中新增 OV20i​

備註

如果您希望將資料從 Node-RED 返回到 Profinet PLC，請務必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. 將 OV20i 連線 到您 PLC 的 PROFINET 介面

4.2 配置裝置屬性​

  1. 裝置名稱：設定與相機中配置相同的名稱
  2. IP 地址：配置 IP 地址（可能由 PLC 管理）
  3. 更新時間：設定週期時間（建議預設 128ms）
  4. I/O 資料：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. 與 PLC 聯機
  3. 為 OV20i 裝置分配 IP 地址
  4. 分配 與相機配置匹配的裝置名稱

第五步：測試 PROFINET 通訊​

5.1 驗證裝置狀態​

  1. 在 TIA Portal 中，於 Device & Networks 中檢查裝置狀態
  2. 綠色狀態表示通訊成功
  3. 紅色狀態表示通訊存在問題

5.2 測試資料交換​

  1. 在 PLC 程式中監控來自相機的輸入資料
  2. 控制傳送到相機的輸出資料並驗證響應
  3. 檢查診斷緩衝區中是否有任何錯誤訊息

image.png

5.3 測試檢測迴圈​

  1. 啟用 PLC 至相機的觸發訊號
  2. 在 PLC 輸入資料中監控檢測結果
  3. 驗證 pass/fail 狀態的傳輸
  4. 檢查迴圈時序是否滿足應用要求

第五步：PLC 通訊故障排除​

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 資料保持不變驗證 EDS 檔案版本，檢查元件配置
觸發不工作相機不響應 PLC 觸發檢查觸發位對映，驗證 PLC 輸出處於活動狀態
響應緩慢檢測結果延遲調整 RPI 時序，檢查網路負載

5.2 常見 PROFINET 問題​

問題症狀解決方案
找不到裝置在 TIA Portal 中看不到攝像頭檢查 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
迴圈時間錯誤看門狗超時增加迴圈時間，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. 在攝像頭與 PLC 之間執行 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 未阻止通訊

第六步：效能最佳化​

6.1 時序考量​

  • EtherNet/IP RPI：從 100ms 開始，根據應用需求進行調整
  • PROFINET 迴圈時間：使用預設 128ms，僅在必要時縮短
  • 檢測時間：在迴圈規劃中考慮總檢測時間
  • 網路延遲：在時序計算中考慮網路延遲

6.2 資料效率​

  • 在 I/O 元件中最小化資料大小
  • 使用合適的資料型別（BOOL 與 INT 與 REAL）
  • 在週期性通訊中避免不必要的資料
  • 對於非關鍵資料，使用顯式訊息傳遞

6.3 網路管理​

  • 使用託管交換機 以獲得更好的診斷能力
  • 對關鍵應用實施冗餘
  • 監控網路利用率 以防止擁塞
  • 規劃 IP 地址範圍 以便擴充套件

成功！您的 PLC 通訊已建立​

您的 OV20i 攝像頭現在可以：

✅ 使用工業協議與 PLC 通訊

✅ 從自動化系統接收觸發訊號

✅ 向 PLC 控制邏輯傳送檢測結果

✅ 與生產線自動化無縫整合

✅ 支援遠端程式切換和系統協調

最佳實踐​

生產部署​

  • 使用靜態 IP 地址 以確保通訊一致
  • 記錄所有網路設定 和裝置配置
  • 在生產部署前進行充分測試
  • 規劃維護 和故障排除流程

安全考量​

  • 將工業網路與辦公網路隔離
  • 使用具有適當安全功能的託管交換機
  • 監控網路訪問 和裝置通訊
  • 在所有網路裝置上保持韌體更新

維護​

  • 定期進行網路健康檢查 和診斷
  • 監控通訊統計資料 以分析效能趨勢
  • 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 通訊之後：

  1. 從 PLC 觸發檢測 — 使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 設定 PLC 觸發的檢測
  2. 從 PLC 更改程式 — 透過 PLC 命令遠端切換攝像頭程式
  3. PLC 通訊詳情 (EtherNet/IP) — 詳細的資料對映、元件佈局和時序
  4. 針對您的特定應用開發 PLC 控制邏輯
  5. 建立用於監控和控制的操作員介面

📥 檔案下載​

下載以下 PLC 整合所需的關鍵檔案：

EtherNet/IP 配置​

  • OV20i EDS 檔案 - 用於 Allen-Bradley Studio 5000 的電子資料表
    • 在 ControlLogix/CompactLogix 系統中配置 OV20i 模組時必需

PROFINET 配置​

  • OV20i GSDML 檔案 - 用於 Siemens TIA Portal 的裝置描述檔案
    • 在 PROFINET 網路中配置 OV20i 裝置時必需

PLC 示例程式碼​

  • 程式切換例程 - 用於程式切換的梯形圖邏輯

    • 透過 PLC 切換相機程式的完整 Allen-Bradley 例程

  • 相機觸發例程 - 用於觸發檢測的梯形圖邏輯

    • 用於觸發相機並處理結果的完整 Allen-Bradley 例程

檔案使用說明：​

  • EDS 檔案：透過 Tools → EDS Hardware Installation Tool 匯入 Studio 5000
  • GSDML 檔案：透過 Options → Manage GSD Files 匯入 TIA Portal
  • L5X 檔案：將梯形圖邏輯直接匯入您的 Allen-Bradley 專案

🔗 另請參閱​