前些日子,厂里新到的检测设备死活不出图像,可把俺急坏了。新来的小伙儿拿着工业相机和说明书,眉头拧成了疙瘩,嘴里嘀咕着:“这‘光耦隔离输入’和‘I/O地’两根线,到底该咋接到咱的PLC上啊?”-5 这不只是他一个人的困惑,估计很多刚接触工控的朋友,看到相机后头那几根线,脑瓜子都嗡嗡的。今天,俺就用唠嗑的方式,结合这些年踩过的坑,跟大家好好掰扯掰扯这工业相机两根线怎么连接的门道。

首先咱得把心态摆正,这两根线可不是随便接上就能亮的。它们通常不是电源线,而是负责传递控制信号的“神经线”。一般来说,一根是输入线(Input Line),比如标着“光耦隔离输入”或“Trigger In”;另一根是输出线(Output Line),可能标着“Ready”或“Frame Active”-1。
输入线(Line0):它的活儿是听命令。最常见的就是接“触发信号”。比如,你的PLC检测到产品流到拍照位置了,就通过这根线给相机发个“咔擦”的指令,相机立马拍照-1。这就解决了“何时拍”的问题。

输出线(Line1):它的任务是报状态。相机可以用它来告诉外部设备:“我正在拍照呢,别动弹!”(输出高电平)。这个信号可以接到PLC,让PLC在这个期间暂停传送带,防止照片拍糊了-1。这就确保了“拍得好”。
你看,光知道要接这两根线还不行,咱得知道它们一个主“听”,一个主“说”,角色不同,接法也截然不同。很多新手栽跟头,就是第一步没整明白。
知道了功能,下一步关键中的关键,就是看电气参数。这可是血的教训!早年俺就干过,拿个24V的开关量直接往相机上怼,结果一阵青烟,好几百大洋的相机就“挂”了。
工业相机的这两根I/O线,通常是“光耦隔离”的,意思是相机内部和外部电路通过光信号隔开了,抗干扰能力强-1。但隔离不代表能随便接,它有自己的电气要求:
输入线要“喂”多大的电:以常见的Basler相机为例,它的输入线需要外部提供一个5-15mA的电流,电压在0-24V DC之间都可以被识别-1。这里有个关键门槛:高于2.2V一般被认为是“1”(高电平,触发),低于1.4V被认为是“0”(低电平,无触发) -1。如果你用PLC的晶体管输出(通常是24V),电压是够了,但务必查一下PLC输出点的电流能力,确保能驱动这个5mA以上的需求。有些相机手册会明确写出最小驱动电流,这个千万不能忽略。
输出线能“带动”多大负载:相机输出线像个开关,它“闭合”(输出高电平)时,能允许外部电流流过。同样参考常见型号,这个输出线通常能承受最大50mA的电流-1。这意味着,你不能用它直接驱动一个大功率的灯或继电器,否则可能烧毁相机内部电路。正确的做法是让它去驱动一个中间继电器或者PLC的输入点,再由这些设备去控制大功率负载。
所以,解决工业相机两根线怎么连接的第二个核心,就是掏出万用表和说明书,确认好PLC(或触发源)的输出电压/电流,是否在相机输入线的安全范围(0-24V, >5mA)内;同时确认相机输出线要控制的设备,其输入电流是否小于相机输出线的负载能力(如50mA) -1。这步做对了,至少能保住设备安全。
理论通了,咱就上手。接线图是圣经,一般相机手册或线缆上都有-1。这里分享两个最典型的场景:
接PLC触发拍照(输入线连接):这是论坛里那位朋友遇到的问题-5。他的相机有“光耦隔离输入”(信号线)和“I/O地”(参考地线)两根线。
如果PLC是PNP型(输出24V正极):那么将PLC的输出点(Y点)接相机的“光耦隔离输入”线,将PLC的公共端(COM)接相机的“I/O地”线。这样当PLC输出时,24V电流从Y点流出,经过相机光耦,流入I/O地,再回到PLC的COM端,形成一个回路,触发相机-5。
如果PLC是NPN型(输出0V负极):接法会有所不同,需要将PLC输出点接I/O地,而COM端(通常是24V+)接光耦输入线。所以,一定先确认你的PLC输出类型!
有些相机线缆是DB15或M12航空插头,里面已经集成了电源和I/O线,你需要找到对应的引脚定义图来接-8。
接设备指示状态(输出线连接):比如用相机的“FrameActive”信号(拍照进行中)去点亮一个指示灯。
指示灯(LED)一端接电源正极(+24V)。
指示灯另一端接相机的输出线。
相机输出线的公共端(通常是同一个I/O地)接电源负极(0V)。
这样,当相机拍照输出高电平时,就相当于内部开关闭合,电流从24V+流经指示灯,再通过相机内部开关流回0V,灯就亮了。
记住,所有设备的地线(0V参考电位)最好连接在一起,形成一个统一的“等电位”,能极大减少干扰-5。拧螺丝的时候也别用蛮力,有的接口推荐扭矩是16N·m,恰到好处才能又牢靠又不损伤接口-4-6。
Q1:看了文章还是有点抽象,我手头是一个信捷XC系列的PLC和一个Basler类的相机,能再具体说说怎么连吗?万一接错了会怎样?
A1: 这位朋友,你的情况很典型。咱们一步步来:
确认硬件:找到信捷PLC的数字量输出模块(比如继电器或晶体管输出型)。最关键一步:用万用表直流电压档,在PLC该输出点动作时,测量输出点与COM端之间的电压。如果输出点是+24V(相对COM),就是PNP型;如果输出点是0V(COM是+24V),就是NPN型。 大部分国产PLC常用NPN型。
假设是NPN型(最常见):
接法:将PLC的输出点(Y0)接到相机I/O线缆的“I/O地”或“GND”引脚;将PLC该输出点对应的公共端(COM0,通常是+24V)接到相机的“光耦输入”引脚。这就构成了触发回路。
软件设置:在相机配套的软件(如Basler pylon)中,需要将触发源(TriggerSource)设置为Line0(硬件输入线),并将触发模式(TriggerMode)设为On-1。
接错后果:
如果电源接反或电压过高:最直接后果是损坏相机内部的光耦或I/O电路,造成永久性损坏。绝对最大电压一般是30VDC,超出就可能损坏-1。
如果PLC类型判断错误(PNP当NPN接):可能导致相机无法触发,因为光耦无法得到正确的导通电流。通常不会烧毁,但设备不工作。
如果地线没共接:可能导致信号不稳定,相机被误触发或无法触发,因为双方电位不一致,存在电压差。
安全做法永远是:断电接线,对照手册,测量确认后再上电。
Q2:文章提到了“信号要干净”,我现场电磁干扰大,怎么判断和处理信号抖动问题?
A2: 哎呀,这可是工业现场的老大难问题!“信号干净”指的是触发信号的上升沿/下降沿要陡直,不能有毛刺或缓慢变化。相机内部的I/O电路通常没有去抖动功能,一个毛刺就可能被误认为一次触发-1。
如何判断:用示波器是最靠谱的。将探头接到你的触发信号线上,观察PLC给出触发指令时,波形是否是从0V到24V(或反之)的干净利落的跳变。如果看到在跳变边缘有多个小尖刺(毛刺),或者在平缓期有微小波动,那就是干扰。
如何处理:
硬件滤波:最简单是在PLC输出点和相机输入点之间,并联一个RC滤波电路(例如一个1kΩ电阻串联一个0.1μF电容到地),可以吸收高频毛刺。有些高端PLC输出模块自带可配置的软件滤波器。
双绞屏蔽线:连接I/O线一定要使用双绞屏蔽线,并且屏蔽层在PLC端单点接地。这能有效抑制电磁耦合干扰。
布线隔离:强电动力线(如电机、变频器电缆)必须与信号线(I/O线、网线)分开走线槽,至少保持20cm以上距离,切忌平行长距离敷设-7。
软件延时:在PLC程序里,可以在输出触发信号后增加一个短暂的延时(如10ms),再复位,确保触发脉冲宽度足够,避开抖动区。
Q3:我想用一台相机同时控制多个外部设备,或者用多个信号触发一台相机,输出线该怎么扩展?输入线又该怎么处理?
A3: 这个需求很实际,涉及到I/O的“一拖多”和“多选一”。
输出线扩展(一拖多):
绝对禁止将相机的一根输出线直接并联到多个设备的输入上!这会严重过载,如前所述,相机输出驱动能力有限(通常50mA)-1。
正确做法:用相机的那一根输出线,去控制一个中间继电器的线圈。这个继电器可以有多组触点(常开/常闭),每一组触点就可以独立、隔离地去控制一个外部设备(如灯、蜂鸣器、另一台PLC的输入点)。继电器线圈的功耗通常在几十mA,务必在选择时确认其在相机驱动能力之内。
输入线选择(多选一):
相机的硬件输入线通常只有一根(Line0)-1。如果你想用多个传感器(如光电开关A、B)来触发,不能直接把两个开关信号并联到输入线上,可能造成信号冲突。
正确做法:
PLC汇总法(推荐):将所有传感器的信号先接入PLC的不同输入点。然后在PLC内部编写逻辑程序(如“A与B同时通”、“A或B任意一个通”),最终用PLC的一个输出点去触发相机。这样最灵活可靠。
外部逻辑电路法:使用一个简单的与门/或门数字逻辑芯片,将多个传感器信号进行逻辑组合后,再输出给相机。这种方法成本低但调试不如PLC方便。
牢记相机I/O口能力有限,善用中间继电器和PLC这样的“中间人”来扩展和逻辑处理,是工业系统设计的标准做法。