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连接到 PLC（Ethernet/IP，PROFINET）

本指南介绍如何使用 EtherNet/IP 或 PROFINET 协议将您的 OV20i 摄像头连接到工业 PLC。这些连接支持实时通信，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。

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、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测时。

先决条件​

  • 已设置并连接到网络的 OV20i 摄像头系统
  • 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
  • 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​

  • 主要应用于： Allen-Bradley/Rockwell Automation PLC
  • 优点： 高速通信，广泛支持，支持显式和隐式消息
  • 应用范围： 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​

  • 主要应用于： Siemens 及其他欧洲制造商
  • 优点： 实时确定性通信，先进诊断功能
  • 应用范围： Siemens S7 PLC，各类工业自动化系统
  • 数据交换： 具有实时性能的循环 I/O

第 1 部分：EtherNet/IP 连接​

步骤 1：配置 OV20i 以支持 EtherNet/IP​

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1.1 访问工业以太网设置​

  1. 打开 OV20i 网页界面
  2. 在左侧菜单中导航至 “Industrial Ethernet”
  3. 进入工业以太网配置页面

1.2 启用 EtherNet/IP 协议​

  1. 在 Industrial Ethernet 菜单中选择 “EtherNet/IP” 协议
  2. 点击 “Enable” 激活 EtherNet/IP 通信
  3. 在设备信息窗口记录摄像头的网络设置

1.3 配置网络设置​

  1. 设置静态 IP 地址（推荐用于生产环境）
    • 进入系统设置 > 网络
    • 配置与 PLC 同一子网的静态 IP
    • 示例：摄像头：192.168.1.100，PLC：192.168.1.50
  2. 配置子网掩码（通常为 255.255.255.0）
  3. 根据网络需求设置网关

1.4 配置 EtherNet/IP 设备设置​

  1. 设备名称：为摄像头设置有意义的名称
  2. 组态配置：配置输入/输出数据结构
  3. 连接参数：设置合适的超时和 RPI（请求包间隔）值
  4. 点击 “Save” 应用 EtherNet/IP 设置

步骤 2：配置 PLC 配方设置​

2.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 进入 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 在 Photometric Control 中，将 Trigger Mode 设置为 “PLC Trigger”
  3. 重要提示： 启用 PLC 触发后，手动触发将被禁用

2.2 配置合格/不合格输出​

  1. 进入 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保检测逻辑以 “Final Pass/Fail” 节点结束
  3. 该节点设置 EtherNet/IP 组态中的检测合格位

步骤 3：配置 PLC 端（Allen-Bradley 示例）​

3.1 安装 EDS 文件​

  1. 从 Overview.ai 支持或摄像头界面 下载 EDS 文件
  2. 在 Studio 5000 中，进入 Tools > EDS Hardware Installation Tool
  3. 浏览并选择 OV20i EDS 文件
  4. 按照安装向导完成 EDS 安装

3.2 将 OV20i 模块添加到 PLC 项目​

  1. 在 Studio 5000 中打开您的 PLC 项目
  2. 在项目树中进入 I/O Configuration
  3. 右键点击以太网模块，选择 “New Module”
  4. 在模块目录中 搜索 “OV20i” 或 “Overview”
  5. 选择 OV20i 模块，点击 “Create”

3.3 配置模块属性​

  1. 名称：输入摄像头的描述性名称
  2. IP 地址：输入 OV20i 的 IP 地址（如 192.168.1.100）
  3. RPI（请求包间隔）：设置为 100ms 或根据需求调整
  4. 连接参数：配置输入/输出数据大小
  5. 点击 “OK” 创建模块

3.4 映射 I/O 数据​

  1. 输入数据：检测结果、状态位、摄像头准备信号
  2. 输出数据：触发命令、配方切换请求、控制信号
  3. 在 PLC 程序中 创建标签 映射至 I/O 数据
  4. 输入标签示例：
    • Camera_InspectionPass: BOOL
    • Camera_Ready: BOOL
    • Camera_Busy: BOOL
  5. 输出标签示例：
    • Camera_Trigger: BOOL
    • Camera_RecipeSelect: INT

输入组态（OV20i → PLC）

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输出组态（PLC → OV20i）

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步骤 4：测试 EtherNet/IP 通信​

4.1 验证连接状态​

  1. 在 Studio 5000 中检查 I/O Configuration 中的模块状态
  2. 绿色勾选表示连接成功
  3. 红色叉号表示通信异常

4.2 测试基本通信​

  1. 在 PLC 程序中 监控摄像头输入数据
  2. 切换输出信号至摄像头并验证响应
  3. 检查诊断信息是否有错误代码

4.3 测试触发与响应​

  1. 启用 PLC 触发输出给摄像头
  2. 在 PLC 输入数据中 监控检测结果
  3. 验证合格/不合格状态是否正确更新
  4. 检查触发与响应周期的时序

第 2 部分：PROFINET 连接​

步骤 1：配置 OV20i 以支持 PROFINET​

1.1 访问工业以太网设置​

  1. 打开 OV20i 网页界面
  2. 在左侧菜单中导航至 “Industrial Ethernet”
  3. 从选项中选择 “PROFINET” 协议

image.png

1.2 启用 PROFINET 协议​

  1. 点击 “Enable PROFINET” 激活协议
  2. 注意： 启用后，PROFINET 会管理摄像头的 IP 地址
  3. 摄像头 IP 设置可能被 PLC 配置覆盖

1.3 配置 PROFINET 设备设置​

  1. PROFINET 设备名称：为摄像头设置唯一名称
    • 示例：“OV20i_Line1_Station2”
    • 多摄像头时名称必须唯一
  2. 设备配置：记录设备功能和数据结构
  3. 点击 “Save” 应用 PROFINET 设置

步骤 2：配置 PLC 配方设置​

2.1 启用 PLC 触发（可选）​

  1. 进入 Recipe Editor > Imaging Setup
  2. 如需，设置 Trigger Mode 为 “PLC Trigger”
  3. 警告： 启用 PLC 触发后，手动触发被禁用

2.2 配置合格/不合格逻辑​

  1. 进入 Recipe Editor > IO Block
  2. 确保检测逻辑以 “Final Pass/Fail” 节点结束
  3. 该节点设置 PROFINET 输入组态中的检测合格位

步骤 3：配置 PLC 端（Siemens 示例）​

3.1 安装 GSDML 文件​

  1. 从 Overview.ai 支持 下载 GSDML 文件
  2. 在 TIA Portal 中，进入 Options > Manage general station description files (GSD)
  3. 点击 “Install GSD file” 并选择 OV20i GSDML 文件
  4. 完成安装流程

3.2 将 OV20i 添加到硬件配置​

  1. 在 TIA Portal 中打开 Device & Networks 视图
  2. 从 Hardware catalog 展开 Other field devices > PROFINET IO
  3. 找到 OV20i 设备并拖拽到网络视图
  4. 连接 OV20i 到 PLC 的 PROFINET 接口

3.3 配置设备属性​

  1. 设备名称：设置与摄像头配置相同的名称
  2. IP 地址：配置 IP 地址（可能由 PLC 管理）
  3. 更新时间：设置周期时间（默认推荐 128ms）
  4. I/O 数据：根据需要配置输入/输出数据模块

3.4 分配 IP 地址和设备名称​

  1. 编译硬件配置
  2. 上线PLC
  3. 分配 IP 地址给 OV20i 设备
  4. 分配设备名称，与摄像头配置匹配

步骤 4：测试 PROFINET 通信​

4.1 验证设备状态​

  1. 在 TIA Portal 的 Device & Networks 中检查设备状态
  2. 绿色状态表示通信成功
  3. 红色状态表示通信异常

4.2 测试数据交换​

  1. 在 PLC 程序中 监控摄像头输入数据
  2. 控制输出数据到摄像头并验证响应
  3. 检查诊断缓冲区是否有错误信息

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4.3 测试检测周期​

  1. 激活 PLC 触发给摄像头
  2. 在 PLC 输入数据中 监控检测结果
  3. 验证合格/不合格状态传输
  4. 检查周期时间是否满足应用需求

步骤 5：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Studio 5000 中模块显示红叉检查 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，检查组态配置
触发无响应摄像头未响应 PLC 触发检查触发位映射，确认 PLC 输出激活
响应迟缓检测结果延迟调整 RPI 时间，检查网络负载

5.2 常见 PROFINET 问题​

问题现象解决方案
设备未找到TIA Portal 中摄像头不可见检查 GSDML 文件安装，确认设备名称
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. 在摄像头和 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，排查带宽问题
  4. 确认防火墙设置未阻止通信

步骤 6：性能优化​

6.1 时序考虑​

  • EtherNet/IP RPI：初始设置为 100ms，根据应用需求调整
  • PROFINET 周期时间：默认 128ms，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：在时序计算中考虑网络延迟

6.2 数据效率​

  • 最小化 I/O 组态中的数据大小
  • 使用合适的数据类型（BOOL、INT、REAL）
  • 避免循环通信中不必要的数据
  • 对非关键数据使用显式消息

6.3 网络管理​

  • 使用管理型交换机以便更好诊断
  • 关键应用实现冗余设计
  • 监控网络利用率，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 OV20i 摄像头现在可以：

✅ 使用工业协议与 PLC 通信

✅ 接收自动化系统的触发信号

✅ 向 PLC 控制逻辑发送检测结果

✅ 无缝集成生产线自动化

✅ 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 地址确保通信稳定
  • 记录所有网络设置和设备配置
  • 生产部署前进行充分测试
  • 规划维护和故障排除流程

安全考虑​

  • 将工业网络与办公网络隔离
  • 使用具备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发现性能趋势
  • 根据需要更新设备驱动和配置文件
  • 维护所有网络配置的文档

后续步骤​

建立 PLC 通信后：

  1. 开发针对具体应用的 PLC 控制逻辑
  2. 创建操作员界面用于监控和控制
  3. 设置数据记录以跟踪生产情况
  4. 实现报警处理以管理系统故障
  5. 规划系统备份和灾难恢复方案

📥 下载文件​

下载这些 PLC 集成所需的关键文件：

EtherNet/IP 配置​

  • OV20i EDS 文件 - Allen-Bradley Studio 5000 电子数据表
    • 用于在 ControlLogix/CompactLogix 系统中配置 OV20i 模块

PROFINET 配置​

  • OV20i GSDML 文件 - Siemens TIA Portal 设备描述文件
    • 用于在 PROFINET 网络中配置 OV20i 设备

PLC 示例代码​

  • 配方切换程序 - 用于配方切换的梯形图程序

    • 完整的 Allen-Bradley 程序，用于通过 PLC 更改摄像头配方

  • 摄像头触发程序 - 用于触发检测的梯形图程序

    • 完整的 Allen-Bradley 程序，用于触发摄像头并处理结果

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：直接导入 Allen-Bradley 项目中的梯形图

🔗 参见​

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