Buton de siguranță fără fir pentru siguranța PLC: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Acest proiect este dovada mea de concept pentru utilizarea IoT și (eventual) a roboticii pentru a crea un strat suplimentar de siguranță pentru instalațiile de fabricație periculoase. Acest buton poate fi utilizat pentru a porni sau opri mai multe procese, inclusiv controlul luminilor de semnalizare. În timp ce mă refer la acest proiect drept un buton e-stop, vă rugăm să rețineți că instalarea controalelor adevărate de e-stop necesită o mulțime de concedieri și reglementări. Acest proiect este menit pur și simplu să adauge un strat suplimentar de siguranță.

Vă rugăm să utilizați măsuri de siguranță atunci când conectați și alimentați acest circuit.

Provizii

Electronică

Plăci MCU NODE x2 -

PLC x1 cu sursă de alimentare - PLC Allen-Bradley CompactLogix este utilizat în acest instructabil -

Releu electromecanic x1 5v

x1 2N2222A tranzistor

x1 rezistor 1k Ohm

butonul x1 normal închis (NC)

x1 butonul normal deschis (NU)

x1 conector baterie 9v + baterie 9v

Sârmă asortată

Software

IDE Arduino

Studio 5000

Pasul 1: Cablarea circuitului serverului NODE MCU

O placă MCU NODE va fi utilizată ca server și este intermediarul între buton și PLC. Când butonul este apăsat, serverul va primi un semnal, care va alimenta un releu și va trimite semnalul necesar către PLC pentru a opri toate procesele.

Cablarea plăcii

Pentru a alimenta MCU-ul NODE, pur și simplu utilizați un adaptor de perete micro usb.

Curs de releu

Releul este format din două părți; bobina și armătura. Bobina poate fi alimentată, ceea ce creează un câmp magnetic, ceea ce va face ca armătura să se deplaseze din poziția normal închisă (NC) în poziția normal deschisă (NO).

Pentru a determina care pin este NO și care este NC, utilizați un multimetru și setați-l pentru a măsura rezistența (domeniul 2k Ohm). Atingeți firul roșu de pinul din mijloc, apoi măsurați fiecare dintre pinii opuși. Pinul NC va fi conectat electric, deci ar trebui să vedeți o mică rezistență. Pinul NO nu va fi conectat electric, deci citirea ar trebui să fie peste interval.

Odată ce pinii NO și NC au fost stabiliți, lipiți sau atașați două fire la bobină (fire negre din imaginea de mai sus), un fir la pinul de contact din mijloc și unul la pinul NC (fire verzi).

Cablarea plăcii la releu

Acum trebuie să ne conectăm releul la placă. Pentru a cupla armătura, trebuie să furnizăm bobina releului 5v. Deoarece placa NODE MCU scoate doar 3.3v, trebuie să folosim un tranzistor pentru a amplifica semnalul. Consultați schema de cablare pentru conexiunile circuitului. Vă rugăm să rețineți că, dacă se utilizează un pin diferit pentru semnal, va trebui modificat în cod.

Releu la cablajul PLC

Conectați pinul central la sursa de 24v și pinul NO la pinul de intrare 1 de pe PLC.

Pasul 2: Cablarea clientului NODE MCU

Această placă MCU NODE va fi programată ca client și va trimite starea butonului către server. Conectați bateria de 9v la pinii GND și Vin de pe NODE MCU. Lipiți / atașați un fir de la orice pin etichetat 3v3 (pin 3.3v) și un alt fir la pinul D8 (GPIO 15). Lipiți sau atașați celălalt capăt al acestor fire de fiecare parte a butonului de urgență normal închis.

Pasul 3: Cablare PLC

Conectați firul verde de la piciorul releului NC la terminalul de intrare 0 al PLC-ului dvs. Asigurați-vă că aveți o conexiune la masă prin portul comun (COM) asociat cu intrarea dvs. Majoritatea PLC-urilor au porturi COM separate, deci asigurați-vă că sunteți conectat la portul potrivit.

Faceți același lucru cu un buton normal deschis pentru a acționa ca butonul nostru de pornire pentru PLC-ul nostru. Atașați acest buton la terminalul 1.

Conectați orice număr de dispozitive de ieșire care pot gestiona 24v la bornele de ieșire. Pentru acest exemplu, folosim o singură lumină pilot în terminalul de ieșire 0. Asigurați-vă că adăugați o conexiune la masă la COM.

Pasul 4: Programarea serverului și clientului NODE MCU

Dacă este prima dată când utilizați plăcile MCU NODE, utilizați acest ghid de configurare:

După configurare, descărcați fișierele server și client. Modificările necesare sunt enumerate mai jos, precum și în fișierele.ino.

1. Schimbați SSID pe numele rețelei dvs. atât pentru server, cât și pentru client

2. Schimbați parola în parola de rețea atât pentru server, cât și pentru client. Dacă este o rețea deschisă, lăsați-o ca „”.

3. Pentru server, includeți IP-ul, gateway-ul și masca de subrețea.

4. Pentru client, includeți adresa IP utilizată pentru server.

5. Dacă ambele plăci sunt cablate așa cum se arată în pașii anteriori, pur și simplu încărcați fișierele pe plăcile respective. Dacă se utilizează pini diferiți, modificați variabila respectivă, apoi încărcați.

Pasul 5: Programați PLC-ul

PLC Crash Course

PLC-urile folosesc un limbaj I / O destul de simplu cunoscut sub numele de logică ladder. Codul este citit de sus în jos și de la stânga la dreapta. În timpul fiecărui ciclu de program, datele de intrare adevărate / false sunt actualizate și acele informații sunt utilizate pentru a controla ieșirile. Intrările și ieșirile din programul logic de scară sunt legate de terminale discrete de pe PLC, care sunt conectate la dispozitive de câmp.

Simbolurile utilizate sunt următoarele:

- | | - Examinați dacă este închis (XIC). Acesta este un contact de intrare și va fi adevărat dacă există un semnal HIGH la terminalul de intrare corespunzător.

- | / | - Examinați dacă este deschis (XIO). Acesta este un contact de intrare și va fi adevărat dacă există un semnal LOW la terminalul de intrare corespunzător.

- () - Ieșire. Acesta este un contact de ieșire și va deveni ÎNALT, în timp ce toate contactele de intrare de pe treaptă sunt ADEVĂRATE.

Explicația Codului

Pe primul treapt, primul contact XIC este comanda noastră de oprire de urgență. Folosim un XIC împreună cu un buton E-stop normal închis. Deoarece butonul NC oferă un semnal HIGH, XIC va reveni la TRUE, permițând restul treptului să fie energizat. Apăsarea butonului E-stop va rupe semnalul HIGH și va forța treapta să se dezactiveze, oprind astfel orice mașină periculoasă care ar putea funcționa.

Următoarea parte a circuitului este un trepte paralel care formează un circuit de etanșare cu bobina de ieșire. Șirurile paralele acționează ca o poartă SAU - dacă oricare dintre ele este adevărată, treptul poate fi adevărat. Contactul de sus este conectat la butonul nostru de pornire, iar contactul de jos este starea contactului nostru de ieșire. Odată ce butonul de pornire este apăsat, ieșirea se va energiza, ceea ce va face contactul de jos ADEVĂRAT. Astfel, utilizatorul poate elibera butonul de pornire și ieșirea va rămâne energizată până când butonul E-stop este apăsat.

Pentru a programa PLC

Asigurați-vă că ați descărcat și instalat Studio 5000. Porniți PLC-ul și conectați-l la computer utilizând o conexiune USB. Deschideți codul atașat. Selectați Comunicare <Cine este activ. PLC-ul dvs. ar trebui să fie listat sub portul serial USB. Asigurați-vă că PLC-ul dvs. este setat la „prog” pentru descărcare. Selectați PLC-ul și descărcați codul. Odată gata, setați PLC-ul să „ruleze” pentru a rula programul.

Pasul 6: Rulați-l

Atașați o baterie de 9v la placa clientului. Conectați placa serverului și PLC-ul. Rulați programul PLC, apoi apăsați butonul de urgență. Ar trebui să vedeți lumina pilot (sau orice dispozitiv de ieșire utilizat) dezactivat.

Runner Up în IoT Challenge