Bezdrátové bezpečnostní tlačítko pro bezpečnost PLC: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Tento projekt je mým důkazem koncepce využití IoT a (případně) robotiky k vytvoření další vrstvy bezpečnosti pro nebezpečná výrobní zařízení. Toto tlačítko lze použít ke spuštění nebo zastavení více procesů, včetně ovládání signálních světel. I když tento projekt označuji jako tlačítko e-stop, mějte prosím na paměti, že instalace skutečných ovládacích prvků e-stop vyžaduje spoustu nadbytečnosti a předpisů. Tento projekt má jednoduše přidat další vrstvu bezpečnosti.

Při zapojování a napájení tohoto obvodu dodržujte bezpečnostní opatření.

Zásoby

Elektronika

x2 NODE MCU desky -

x1 PLC s napájením - v tomto Instructable je použit PLC Allen -Bradley CompactLogix -

x1 5v elektromechanické relé

x1 2N2222A tranzistor

x1 1k Ohm odpor

x1 normálně zavřené (NC) tlačítko

x1 tlačítko normálně otevřeného (NE)

x1 9v konektor baterie + 9v baterie

Rozmanitý drát

Software

Arduino IDE

Studio 5000

Krok 1: Zapojení obvodů serveru NODE MCU

Jako server bude použita deska NODE MCU, která je prostředníkem mezi tlačítkem a PLC. Po stisknutí tlačítka server přijme signál, který aktivuje relé, a odešle potřebný signál do PLC, aby zastavil všechny procesy.

Zapojení desky

K napájení našeho NODE MCU jednoduše použijte nástěnný adaptér micro USB.

Relé Crash Course

Relé se skládá ze dvou částí; cívka a armatura. Cívka může být pod napětím, což vytváří magnetické pole, což způsobí pohyb kotvy z normálně zavřené (NC) polohy do normálně otevřené (NO) polohy.

Chcete -li určit, který kolík je NE a který NC, použijte multimetr a nastavte jej na měření odporu (rozsah 2k Ohm). Dotkněte se červeného vodiče středního kolíku a poté změřte každý z opačných kolíků. NC pin bude elektricky připojen, takže byste měli vidět malý odpor. Kolík NO nebude elektricky připojen, takže hodnota by měla být nad rozsahem.

Jakmile jsou piny NO a NC vytvořeny, pájejte nebo připojte dva vodiče k cívce (černé vodiče na obrázku výše), jeden vodič ke střednímu kontaktnímu kolíku a jeden k NC kolíku (zelené vodiče).

Deska k reléovému zapojení

Nyní musíme připojit naše relé k desce. Abychom zapojili kotvu, potřebujeme do reléové cívky dodat 5 V. Protože deska NODE MCU vydává pouze 3,3 V, musíme k zesílení signálu použít tranzistor. Zapojení obvodů najdete ve schématu zapojení. Vezměte prosím na vědomí, že pokud je pro signál použit jiný pin, bude nutné jej v kódu změnit.

Relé na zapojení PLC

Připojte centrální kolík ke zdroji 24 V a kolík NO na vstupní svorku 1 na PLC.

Krok 2: NODE MCU Client Wiring

Tato deska NODE MCU bude naprogramována jako klient a odešle stav tlačítka na server. Připojte 9v baterii k pinům Vin a GND na NODE MCU. Pájejte/připojte vodič z libovolného pinu označeného 3v3 (3,3 V pin) a další vodič na pin D8 (GPIO 15). Pájejte nebo připevněte druhý konec těchto vodičů na obě strany normálně zavřeného nouzového tlačítka.

Krok 3: Zapojení PLC

Zapojte zelený vodič z NC relé do vstupního terminálu 0 vašeho PLC. Ujistěte se, že máte připojení k zemi prostřednictvím společného (COM) portu spojeného s vaším vstupem. Většina PLC má oddělené porty COM, takže se ujistěte, že jste připojeni ke správnému portu.

Totéž proveďte s normálně otevřeným tlačítkem, které bude fungovat jako naše startovací tlačítko pro náš PLC. Připojte toto tlačítko k terminálu 1.

Do výstupních svorek zapojte libovolný počet výstupních zařízení, která zvládnou 24V. V tomto případě používáme jedinou pilotní kontrolku na výstupní svorce 0. Nezapomeňte přidat připojení k zemi na COM.

Krok 4: Programování serveru a klienta NODE MCU

Pokud používáte desky NODE MCU poprvé, použijte tuto instalační příručku:

Jakmile nastavíte, stáhněte si soubory serveru a klienta. Potřebné změny jsou uvedeny níže a také v souborech.ino.

1. Změňte SSID na název sítě pro server i klienta

2. Změňte heslo na síťové heslo pro server i klienta. Pokud se jedná o otevřenou síť, ponechte ji jako „“.

3. Pro server zadejte IP, bránu a masku podsítě.

4. U klienta zadejte IP adresu použitou pro server.

5. Pokud jsou obě desky zapojeny podle předchozích kroků, jednoduše nahrajte soubory na příslušné desky. Pokud jsou použity různé piny, změňte příslušnou proměnnou a poté nahrajte.

Krok 5: Naprogramujte PLC

Kurz PLC Crash

PLC používají poměrně jednoduchý I/O jazyk známý jako logika žebříku. Kód se čte shora dolů a zleva doprava. Během každého programového cyklu se aktualizují pravdivá/nepravdivá vstupní data a tyto informace se používají k ovládání výstupů. Vstupy a výstupy v programu žebříkové logiky jsou svázány s diskrétními terminály na PLC, které jsou připojeny k polním zařízením.

Použité symboly jsou následující:

-| |- Zkontrolujte, zda je zavřeno (XIC). Toto je vstupní kontakt a bude to pravda, pokud je na odpovídající vstupní svorce signál HIGH.

-|/|-Zkontrolujte, zda je otevřený (XIO). Toto je vstupní kontakt a bude to pravda, pokud je na odpovídající vstupní svorce signál NÍZKÝ.

--()-- Výstup. Toto je výstupní kontakt a stane se VYSOKÝ, zatímco všechny vstupní kontakty na příčce jsou PRAVDA.

Vysvětlení kódu

Na první příčce je první kontakt XIC naším příkazem nouzového zastavení. Používáme XIC ve spojení s normálně zavřeným tlačítkem E-stop. Vzhledem k tomu, že tlačítko NC poskytuje signál HIGH, XIC vrátí hodnotu TRUE, což umožní napájení zbytku příčky. Stisknutím tlačítka E-stop se přeruší signál VYSOKÝ a příčka se vypne, čímž se zastaví jakékoli nebezpečné stroje, které mohou běžet.

Další částí obvodu je paralelní příčka, která tvoří těsnicí obvod s výstupní cívkou. Paralelní příčky fungují jako brána NEBO - pokud jsou obě pravdivé, může být příčka pravdivá. Horní kontakt je připojen k našemu startovacímu tlačítku a spodní kontakt je stav našeho výstupního kontaktu. Po stisknutí tlačítka start se výstup aktivuje, což způsobí, že spodní kontakt bude PRAVDA. Uživatel tedy může uvolnit tlačítko start a výstup zůstane pod napětím, dokud nestisknete tlačítko E-stop.

Programování PLC

Ujistěte se, že máte stažené a nainstalované Studio 5000. Zapněte PLC a připojte jej k počítači pomocí připojení USB. Otevřete přiložený kód. Vyberte Komunikace <Kdo aktivní. Váš PLC by měl být uveden pod sériovým portem USB. Ujistěte se, že je vaše PLC nastaveno na „prog“pro stahování. Vyberte svůj PLC a stáhněte si kód. Jakmile budete připraveni, nastavte PLC na „spuštění“, aby se váš program spustil.

Krok 6: Spusťte to

Připojte 9V baterii ke klientské desce. Připojte desku serveru a PLC. Spusťte program PLC a stiskněte nouzové tlačítko. Měli byste vidět deaktivaci kontrolky (nebo jakéhokoli použitého výstupního zařízení).

Vítěz soutěže IoT Challenge