Κουμπί ασύρματης ασφάλειας για ασφάλεια PLC: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό το έργο είναι η απόδειξή μου για τη χρήση του IoT και (τελικά) της ρομποτικής για τη δημιουργία ενός επιπλέον επιπέδου ασφάλειας για επικίνδυνες εγκαταστάσεις παραγωγής. Αυτό το κουμπί μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την έναρξη ή τη διακοπή πολλαπλών διαδικασιών, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου των φώτων σήματος. Ενώ αναφέρομαι σε αυτό το έργο ως κουμπί e-stop, σημειώστε ότι η εγκατάσταση πραγματικών στοιχείων ελέγχου e-stop απαιτεί πολλές απολύσεις και κανονισμούς. Αυτό το έργο έχει σκοπό απλά να προσθέσει ένα επιπλέον επίπεδο ασφάλειας.

Χρησιμοποιήστε προφυλάξεις ασφαλείας κατά την καλωδίωση και την τροφοδοσία αυτού του κυκλώματος.

Προμήθειες

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ

Πίνακες x2 NODE MCU -

x1 PLC w/τροφοδοτικό - Allen -Bradley CompactLogix PLC χρησιμοποιείται σε αυτό το Instructable -

x1 5v Ηλεκτρομηχανικό ρελέ

x1 2N2222A τρανζίστορ

x1 1k αντίσταση Ohm

κουμπί x1 κανονικά κλειστού τύπου (NC)

κουμπί x1 κανονικά ανοιχτό (ΟΧΙ)

Υποδοχή μπαταρίας x1 9v + μπαταρία 9v

Ανάμικτο σύρμα

Λογισμικό

Arduino IDE

Στούντιο 5000

Βήμα 1: NODE MCU Server Circuit Wiring

Ένας διακομιστής NODE MCU θα χρησιμοποιηθεί ως διακομιστής και είναι ο μεσάζων μεταξύ του κουμπιού και του PLC. Όταν πατηθεί το κουμπί, ο διακομιστής θα λάβει ένα σήμα, το οποίο θα ενεργοποιήσει ένα ρελέ και θα στείλει το απαραίτητο σήμα στο PLC για να σταματήσει όλες οι διαδικασίες.

Καλωδίωση πίνακα

Για να τροφοδοτήσετε το NODE MCU, χρησιμοποιήστε απλώς έναν προσαρμογέα τοίχου micro usb.

Πορεία σκυταλοδρομικής συντριβής

Το ρελέ αποτελείται από δύο μέρη. το πηνίο και τον οπλισμό. Το πηνίο μπορεί να ενεργοποιηθεί, το οποίο δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο θα προκαλέσει τη μετακίνηση του οπλισμού από την κανονικά κλειστή θέση (NC) στην κανονικά ανοικτή θέση (NO).

Για να προσδιορίσετε ποια ακίδα είναι NO και ποια NC, χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο και ρυθμίστε το για να μετρήσετε την αντίσταση (εύρος 2k Ohm). Αγγίξτε το κόκκινο καλώδιο στο μεσαίο πείρο και, στη συνέχεια, μετρήστε κάθε έναν από τους αντίθετους πείρους. Ο πείρος NC θα είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένος, οπότε θα πρέπει να δείτε μια μικρή ένδειξη αντίστασης. Ο πείρος NO δεν θα είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένος, οπότε η ένδειξη θα πρέπει να είναι μακριά.

Μόλις εγκατασταθούν οι ακίδες NO και NC, συγκολλήστε ή συνδέστε δύο καλώδια στο πηνίο (μαύρα καλώδια στην παραπάνω εικόνα), ένα σύρμα στον μεσαίο πείρο επαφής και ένα στον πείρο NC (πράσινα καλώδια).

Πίνακας σε καλωδίωση ρελέ

Τώρα πρέπει να συνδέσουμε το ρελέ μας στον πίνακα. Πρέπει να τροφοδοτήσουμε 5v στο πηνίο ρελέ για να εμπλέξουμε τον οπλισμό. Δεδομένου ότι η πλακέτα NODE MCU εξάγει μόνο 3.3v, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ένα τρανζίστορ για να ενισχύσουμε το σήμα. Ανατρέξτε στο διάγραμμα καλωδίωσης για συνδέσεις κυκλώματος. Λάβετε υπόψη ότι εάν χρησιμοποιείται διαφορετικό pin για το σήμα, θα πρέπει να αλλάξει στον κώδικα.

Relay to PLC Καλωδίωση

Συνδέστε τον κεντρικό πείρο στην πηγή 24v και τον ακροδέκτη NO στο τερματικό 1 εισόδου στο PLC.

Βήμα 2: Καλωδίωση πελατών NODE MCU

Αυτός ο πίνακας NODE MCU θα προγραμματιστεί ως πελάτης και θα στείλει την κατάσταση του κουμπιού στον διακομιστή. Συνδέστε την μπαταρία 9v στις ακίδες Vin και GND στο MCU NODE. Συγκολλήστε/συνδέστε ένα καλώδιο από οποιαδήποτε καρφίτσα με ετικέτα 3v3 (ακίδα 3.3v) και ένα άλλο καλώδιο στην καρφίτσα D8 (GPIO 15). Συγκολλήστε ή συνδέστε το άλλο άκρο αυτών των καλωδίων σε κάθε πλευρά του κανονικά κλειστού κουμπιού έκτακτης ανάγκης.

Βήμα 3: Καλωδίωση PLC

Συνδέστε το πράσινο καλώδιο από το σκέλος του ρελέ NC στον ακροδέκτη εισόδου 0 του PLC σας. Βεβαιωθείτε ότι έχετε σύνδεση με τη γείωση μέσω της κοινής θύρας (COM) που σχετίζεται με την είσοδό σας. Τα περισσότερα PLC διαθέτουν ξεχωριστές θύρες COM, οπότε βεβαιωθείτε ότι είστε συνδεδεμένοι στη σωστή θύρα.

Κάντε το ίδιο με ένα κανονικά ανοιχτό κουμπί για να λειτουργήσει ως κουμπί εκκίνησης για το PLC μας. Συνδέστε αυτό το κουμπί στο τερματικό 1.

Συνδέστε οποιονδήποτε αριθμό συσκευών εξόδου που μπορούν να χειριστούν 24v στα τερματικά εξόδου. Για αυτό το παράδειγμα, χρησιμοποιούμε μία μόνο πιλοτική λυχνία στον ακροδέκτη εξόδου 0. Φροντίστε να προσθέσετε μια σύνδεση στη γείωση στο COM.

Βήμα 4: Προγραμματισμός διακομιστή και προγράμματος -πελάτη NODE MCU

Εάν είναι η πρώτη φορά που χρησιμοποιείτε τους πίνακες NODE MCU, χρησιμοποιήστε αυτόν τον οδηγό εγκατάστασης:

Μόλις ρυθμίσετε, κάντε λήψη του αρχείου διακομιστή και πελάτη. Οι απαραίτητες αλλαγές παρατίθενται παρακάτω, καθώς και στα αρχεία.ino.

1. Αλλάξτε το SSID στο όνομα του δικτύου σας τόσο για διακομιστή όσο και για πελάτη

2. Αλλάξτε τον κωδικό πρόσβασης στον κωδικό πρόσβασης δικτύου τόσο για διακομιστή όσο και για πελάτη. Εάν πρόκειται για ανοιχτό δίκτυο, αφήστε το ως "".

3. Για τον διακομιστή, συμπεριλάβετε την IP, την πύλη και τη μάσκα υποδικτύου.

4. Για τον πελάτη, συμπεριλάβετε τη διεύθυνση IP που χρησιμοποιείται για τον διακομιστή.

5. Εάν και οι δύο πίνακες είναι ενσύρματοι όπως φαίνεται στα προηγούμενα βήματα, απλώς ανεβάστε τα αρχεία στους αντίστοιχους πίνακες. Εάν χρησιμοποιούνται διαφορετικές καρφίτσες, αλλάξτε την αντίστοιχη μεταβλητή και, στη συνέχεια, ανεβάστε.

Βήμα 5: Προγραμματίστε το PLC

PLC Crash Course

Τα PLC χρησιμοποιούν μια αρκετά απλή γλώσσα εισόδου/εξόδου γνωστή ως ladder logic. Ο κώδικας διαβάζεται από πάνω προς τα κάτω και από αριστερά προς τα δεξιά. Κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου προγράμματος, τα δεδομένα εισόδου αληθούς/ψευδούς ενημερώνονται και αυτές οι πληροφορίες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των εξόδων. Οι είσοδοι και οι έξοδοι στο πρόγραμμα κλιμακωτής λογικής συνδέονται με διακριτά τερματικά στο PLC, τα οποία είναι συνδεδεμένα με συσκευές πεδίου.

Τα σύμβολα που χρησιμοποιούνται είναι τα εξής:

-| |- Εξετάστε εάν είναι κλειστό (XIC). Αυτή είναι μια επαφή εισόδου και θα είναι αληθινή εάν υπάρχει ένα σήμα HIGH στο αντίστοιχο τερματικό εισόδου.

-|/|-Εξετάστε εάν είναι ανοιχτό (XIO). Αυτή είναι μια επαφή εισόδου και θα είναι αληθινή εάν υπάρχει σήμα LOW στο αντίστοιχο τερματικό εισόδου.

-()-Έξοδος. Αυτή είναι μια επαφή εξόδου και θα γίνει Υ HIGHΗΛΗ ενώ όλες οι επαφές εισόδου στο σκαλί είναι ΑΛΗΘΙΝΕΣ.

Επεξήγηση του Κώδικα

Στο πρώτο σκαλοπάτι, η πρώτη επαφή XIC είναι η εντολή διακοπής έκτακτης ανάγκης. Χρησιμοποιούμε ένα XIC σε συνδυασμό με ένα κανονικά κλειστό κουμπί E-stop. Δεδομένου ότι το κουμπί NC παρέχει ένα σήμα HIGH, το XIC θα επιστρέψει TRUE, επιτρέποντας την ενεργοποίηση του υπόλοιπου επιπέδου. Πατώντας το κουμπί E-stop θα σπάσει το σήμα HIGH και θα αναγκάσει το σκαλοπάτι να απενεργοποιηθεί, σταματώντας έτσι τυχόν επικίνδυνα μηχανήματα που μπορεί να λειτουργούν.

Το επόμενο μέρος του κυκλώματος είναι μια παράλληλη βαθμίδα που σχηματίζει ένα κύκλωμα σφράγισης με το πηνίο εξόδου. Τα παράλληλα σκαλοπάτια λειτουργούν σαν πύλη OR - εάν και τα δύο είναι αληθινά, το σκαλοπάτι μπορεί να είναι αληθινό. Η επάνω επαφή είναι συνδεδεμένη στο κουμπί έναρξης και η κάτω επαφή είναι η κατάσταση της επαφής εξόδου μας. Μόλις πατηθεί το κουμπί έναρξης, η έξοδος θα ενεργοποιηθεί, πράγμα που θα κάνει την κάτω επαφή ΑΛΗΘΙΝΗ. Έτσι, ο χρήστης μπορεί να αφήσει το κουμπί έναρξης και η έξοδος θα παραμείνει ενεργοποιημένη μέχρι να πατηθεί το κουμπί E-stop.

Για να προγραμματίσετε το PLC

Βεβαιωθείτε ότι έχετε κατεβάσει και εγκαταστήσει το Studio 5000. Ενεργοποιήστε το PLC και συνδέστε το στον υπολογιστή σας χρησιμοποιώντας μια σύνδεση USB. Ανοίξτε τον συνημμένο κώδικα. Επιλέξτε Επικοινωνία <Ποιος ενεργός. Το PLC σας θα πρέπει να αναφέρεται στη σειριακή θύρα USB. Βεβαιωθείτε ότι το PLC σας έχει οριστεί σε "prog" για λήψη. Επιλέξτε το PLC και κατεβάστε τον κωδικό. Μόλις είστε έτοιμοι, ρυθμίστε το PLC να "τρέχει" για να τρέξει το πρόγραμμά σας.

Βήμα 6: Εκτελέστε το

Συνδέστε μια μπαταρία 9v στην πλακέτα πελάτη. Συνδέστε την πλακέτα διακομιστή και το PLC σας. Εκτελέστε το πρόγραμμα PLC και, στη συνέχεια, πατήστε το κουμπί έκτακτης ανάγκης. Θα πρέπει να δείτε ότι η λυχνία χειριστή (ή οποιαδήποτε άλλη συσκευή εξόδου χρησιμοποιείται) απενεργοποιείται.

Δευτέρα στο IoT Challenge