Bezdrôtové bezpečnostné tlačidlo pre bezpečnosť PLC: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Tento projekt je mojím dôkazom koncepcie používania internetu vecí a (prípadne) robotiky na vytvorenie ďalšej vrstvy bezpečnosti pre nebezpečné výrobné zariadenia. Toto tlačidlo je možné použiť na spustenie alebo zastavenie viacerých procesov vrátane ovládania signálnych svetiel. Aj keď tento projekt označujem ako tlačidlo e-stop, upozorňujeme, že inštalácia skutočných ovládacích prvkov elektronického zastavenia si vyžaduje veľa nadbytočnosti a predpisov. Cieľom tohto projektu je jednoducho pridať ďalšiu vrstvu bezpečnosti.

Pri zapojovaní a napájaní tohto obvodu dodržujte bezpečnostné opatrenia.

Zásoby

Elektronika

x2 dosky MCU NODE -

x1 PLC s napájaním - v tomto návode na použitie je použitý PLC Allen -Bradley CompactLogix -

x1 5v elektromechanické relé

x1 tranzistor 2N2222A

x1 1k Ohm odpor

x1 normálne zatvorené (NC) tlačidlo

x1 normálne otvorené (NIE) tlačidlo

x1 9v konektor batérie + 9v batéria

Rozmanitý drôt

Softvér

Arduino IDE

Štúdio 5000

Krok 1: Zapojenie obvodov servera NODE MCU

Ako server bude použitá doska NODE MCU, ktorá je prostredníkom medzi tlačidlom a PLC. Po stlačení tlačidla server prijme signál, ktorý napája relé a pošle potrebný signál do PLC na zastavenie všetkých procesov.

Doskové vedenie

Na napájanie nášho NODE MCU stačí použiť nástenný adaptér micro USB.

Relé Crash Course

Relé sa skladá z dvoch častí; cievka a armatúra. Cievku je možné napájať, čo vytvára magnetické pole, čo spôsobí, že sa kotva presunie z normálne zatvorenej (NC) polohy do normálne otvorenej (NO) polohy.

Ak chcete zistiť, ktorý kolík je NO a ktorý NC, použite multimetr a nastavte ho na meranie odporu (rozsah 2 k Ohm). Dotknite sa červeného vodiča stredného kolíka a potom zmerajte každý z opačných kolíkov. NC pin bude elektricky spojený, takže by ste mali vidieť malý údaj odporu. Kolík NO nebude elektricky prepojený, takže hodnoty by mali byť nad rozsahom.

Akonáhle sú kolíky NO a NC vytvorené, spájkujte alebo pripevnite dva vodiče k cievke (čierne vodiče na obrázku vyššie), jeden vodič k strednému kontaktnému kolíku a jeden k NC kolíku (zelené vodiče).

Pripojenie dosky k relé

Teraz musíme pripojiť naše relé k doske. Aby sme zapojili kotvu, musíme do cievky relé dodať 5 V. Pretože doska NODE MCU má iba výstup 3,3 V, musíme na zosilnenie signálu použiť tranzistor. Pripojenia obvodov nájdete v schéme zapojenia. Upozorňujeme, že ak je na signál použitý iný pin, bude potrebné ho v kóde zmeniť.

Relé na zapojenie PLC

Pripojte centrálny kolík k zdroju 24 V a kolík NO na vstupný terminál 1 na PLC.

Krok 2: NODE MCU zapojenie klienta

Táto doska NODE MCU bude naprogramovaná ako klient a pošle stav tlačidla na server. Pripojte 9v batériu k pinom Vin a GND na NODE MCU. Spájkujte/pripevnite vodič z ľubovoľného kolíka označeného 3v3 (3,3 V kolík) a ďalší vodič na kolík D8 (GPIO 15). Spájkujte alebo pripevnite druhý koniec týchto drôtov na obidve strany normálne zatvoreného núdzového tlačidla.

Krok 3: Zapojenie PLC

Zapojte zelený vodič z NC relé do vstupného terminálu 0 vášho PLC. Uistite sa, že máte pripojenie k zemi prostredníctvom spoločného (COM) portu priradeného k vášmu vstupu. Väčšina PLC má oddelené porty COM, takže sa uistite, že ste pripojení k správnemu portu.

To isté urobte s normálne otvoreným tlačidlom, ktoré bude pôsobiť ako naše štartovacie tlačidlo pre náš PLC. Pripojte toto tlačidlo k terminálu 1.

Do výstupných svoriek zapojte ľubovoľný počet výstupných zariadení, ktoré zvládnu napätie 24 V. V tomto prípade používame jednu kontrolku na výstupnom termináli 0. Nezabudnite pripojiť pripojenie k zemi na COM.

Krok 4: Programovanie servera a klienta NODE MCU

Ak používate dosky NODE MCU prvýkrát, použite tohto sprievodcu nastavením:

Po nastavení stiahnite súbory servera a klienta. Potrebné zmeny sú uvedené nižšie, ako aj v súboroch.ino.

1. Zmeňte SSID na názov siete pre server aj pre klienta

2. Zmeňte heslo na sieťové heslo pre server aj pre klienta. Ak ide o otvorenú sieť, nechajte ju ako „“.

3. Na serveri zadajte IP adresu, bránu a masku podsiete.

4. V prípade klienta zadajte IP adresu použitú pre server.

5. Ak sú obe dosky zapojené podľa predchádzajúcich krokov, jednoducho nahrajte súbory na príslušné dosky. Ak sa používajú rôzne piny, zmeňte príslušnú premennú a potom nahrajte.

Krok 5: Naprogramujte PLC

Kurz havárie PLC

PLC používajú pomerne jednoduchý I/O jazyk známy ako rebríková logika. Kód sa číta zhora nadol a zľava doprava. Počas každého programového cyklu sa aktualizujú pravdivé/nepravdivé vstupné údaje a tieto informácie sa používajú na ovládanie výstupov. Vstupy a výstupy v programe rebríkovej logiky sú viazané na diskrétne terminály na PLC, ktoré sú prepojené s poľnými zariadeniami.

Použité symboly sú nasledujúce:

-| |- Skontrolujte, či je zatvorené (XIC). Toto je vstupný kontakt a bude to pravda, ak je na príslušnom vstupnom termináli signál VYSOKÝ.

-|/|-Skontrolujte, či je otvorený (XIO). Toto je vstupný kontakt a bude to pravda, ak je na príslušnom vstupnom termináli signál NÍZKY.

--()-- Výkon. Toto je výstupný kontakt a stane sa VYSOKÝ, kým všetky vstupné kontakty na priečke budú PRAVDIVÉ.

Vysvetlenie kódu

Na prvej priečke je prvý kontakt XIC naším príkazom na núdzové zastavenie. Používame XIC v spojení s normálne zatvoreným tlačidlom E-stop. Pretože tlačidlo NC poskytuje signál HIGH, XIC vráti hodnotu TRUE, čo umožní napájanie zvyšku priečky. Stlačenie tlačidla E-stop preruší signál HIGH a prinúti príčku vypnúť napájanie, čím sa zastaví akékoľvek nebezpečné strojové zariadenie, ktoré môže bežať.

Ďalšou časťou obvodu je paralelná priečka, ktorá tvorí tesniaci obvod s výstupnou cievkou. Paralelné priečky fungujú ako brána OR - ak sú obidve pravdivé, priečka môže byť pravdivá. Horný kontakt je prepojený s naším štartovacím tlačidlom a spodný kontakt je stav nášho výstupného kontaktu. Po stlačení štartovacieho tlačidla sa výstup aktivuje, čo spôsobí, že spodný kontakt bude PRAVDA. Užívateľ tak môže uvoľniť tlačidlo štart a výstup zostane pod napätím, kým nestlačíte tlačidlo E-stop.

Na programovanie PLC

Uistite sa, že máte stiahnutý a nainštalovaný Studio 5000. Zapnite PLC a pripojte ho k počítaču pomocou pripojenia USB. Otvorte priložený kód. Vyberte položku Komunikácia <Kto aktívny. Váš PLC by mal byť uvedený pod sériovým portom USB. Uistite sa, že je váš PLC nastavený na „prog“na sťahovanie. Vyberte svoje PLC a stiahnite si kód. Akonáhle budete pripravení, nastavte PLC na „spustenie“, aby sa spustil váš program.

Krok 6: Spustite to

Pripojte 9V batériu k klientskej doske. Pripojte dosku servera a PLC. Spustite program PLC a potom kliknite na núdzové tlačidlo. Mali by ste vidieť deaktiváciu kontrolky (alebo akéhokoľvek použitého výstupného zariadenia).

Druhý vo výzve IoT