Смарт-камера FHV7 и ПЛК: сигналы ввода-вывода и порядок обмена

По руководству OMRON Z342 контроллер подаёт смарт-камере FHV7 запуск измерения и команды, а камера отвечает сигналами состояния и общим результатом проверки. Связать их можно проводами — параллельными входами и выходами кабеля камеры — или по сети. Как устроен этот обмен, описывают даташит серии FHV7H (Q350), руководство по установке камер FHV (Z408) и руководство по связи систем FH и FHV (Z342); по ним — сигналы, порядок их переключения и то, что сверить при монтаже.

FHV7H-M063R-C и другие исполнения

FHV7H-M063R-C — строка таблицы заказа даташита Q350: монохромная камера на 6,3 млн пикселей под объектив C-mount; у серии FHV7X то же исполнение называется FHV7X-M063R-C (Q376). Параллельный интерфейс в таблице характеристик Q350 один для всех моделей серии. Расшифровка обозначения, модули объектива и подсветки и остальные характеристики — в карточке FHV7.

Провода кабеля ввода-вывода

По кабелю FHV-VDB идут питание, четыре входа, пять выходов и линии RS-232C. Входы и выходы общие для NPN и PNP: схему задаёт то, как подключены общие провода COMIN и COMOUT. Для входов NPN на COMIN подают плюс источника, для PNP — минус; для выходов NPN нагрузка стоит между выходом и плюсом, а COMOUT — на минусе, для PNP наоборот.

Питание	коричневый — 24 В DC, синий — 0 В, чёрный толстый — FG
Общие провода	белый с полосой — COMIN, розовый с полосой — COMOUT
Входы	розовый — STEP (запуск измерения), серый — DI0, зелёный — DI1, красный — DI2
Выходы	оранжевый — ERROR, белый — OR, жёлтый — BUSY, фиолетовый — READY, чёрный — STGOUT или SHTOUT

У особо гибкого кабеля FHV-VDBX сигналов меньше: из входов — только STEP, из выходов — OR, READY и STGOUT/SHTOUT.

Входы работают от 24 В DC ±10 %: включённым вход считается при токе от 5 мА и напряжении от 8,8 В между COMIN и клеммой, выключенным — при токе до 0,5 мА и напряжении до 0,8 В у STEP и до 1,1 В у DI. Задержка включения STEP — до 0,1 мс, входов DI — до 5 мс. Выходы рассчитаны на 24 В DC ±10 % и ток до 45 мА, остаточное напряжение — до 2 В, утечка — до 0,2 мА.

Чем подавать запуск

Изменения входа короче 100 мкс камера отбрасывает, а дребезг дольше 100 мкс защита уже не отсекает. Поэтому Z408 рекомендует подавать сигналы бесконтактными элементами — твердотельным реле или транзисторным выходом ПЛК, — а не контактами реле: отскок контакта может дать входной сигнал повторно. У ПЛК CP1E транзисторные выходы есть у моделей с буквами T и T1 в обозначении. Против дребезга и помех на входе STEP есть фильтр: по руководству Z365 (раздел 4-11) его ширина — 80 мкс по умолчанию, можно выбрать 176, 288, 384 или 480 мкс. Руководство Z342 в разделе о неисправностях (2-6-12) при дребезге советует ставить фильтр длиннее периода дребезга, а в таблице сигналов (2-6-8) называет начальное значение 100 мкс — с Z365 оно расходится.

Порядок сигналов при измерении

После включения питания камера включает READY, когда готова принять запуск. Дальше, по временной диаграмме Z342:

1	ПЛК включает STEP, пока BUSY выключен
2	камера начинает измерение и включает BUSY на всё время обработки; STEP снимают, когда BUSY включился
3	по окончании измерения камера выставляет OR по результату и выключает BUSY

По умолчанию OR включается при браке (ON at NG); настройкой полярности его переводят на «включён при годном». Импульсный режим OR по умолчанию выключен, и сигнал держится, пока не изменится результат. Если STEP пришёл при выключенном READY, камера включает ERROR. С функцией многократного ввода следующий STEP принимается, как только закончен ввод изображения, не дожидаясь конца обработки, — готовность к нему показывает READY.

У камеры без блока данных нет выходов данных DO0–DO15 и сигнала GATE: по кабелю FHV-VDB контроллер получает общий результат OR и сигналы состояния. Выходы DO0–DO15 и GATE есть в разводке разъёма блока данных FHV-SDU10 (Z408, раздел 6-6).

Блоки данных и сети

Блоки данных FHV-SDU10 (параллельный интерфейс со своими входами и выходами) и FHV-SDU30 (EtherCAT) подключаются к камере вместо её кабеля ввода-вывода: по Q350 кабель FHV-VDB с блоком не подключается, к блоку идёт одна камера. Без блока камера связывается с контроллером через свой порт Ethernet — протоколы перечислены в карточке FHV7. Как называются управляющие сигналы и сигналы состояния в каждом протоколе, сводит таблица Z342 (раздел 1-6-1), и набор у протоколов разный: у EtherCAT общий результат называется Total Judgment, а при обмене TCP/UDP без протокола управляющие сигналы и сигналы состояния для управления не используются. Остальные смарт-камеры и контроллеры зрения OMRON собраны в каталоге систем технического зрения, ПЛК — в разделе «Программируемые логические контроллеры».

Документы

Smart Camera FHV7H Series (Cat. No. Q350-E1-04, на английском) — таблица заказа, параллельный интерфейс, кабели и блоки данных. Smart Camera FHV7X Series (Cat. No. Q376-E1-01) — обозначения исполнений FHV7X. FHV Series Smart Camera Setup Manual (Cat. No. Z408-E1-10) — провода кабеля, характеристики входов и выходов, схемы NPN и PNP. FH/FHV Series User’s Manual for Communication Settings (Cat. No. Z342-E1-22) — временные диаграммы, сигналы и полярность OR. FH/FHV Series Vision System User’s Manual (Cat. No. Z365-E1-21) — фильтр входа STEP, READY и ERROR.