Pulsante di sicurezza wireless per la sicurezza del PLC: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questo progetto è la mia prova di concetto per l'utilizzo dell'IoT e (eventualmente) della robotica per creare un ulteriore livello di sicurezza per gli impianti di produzione pericolosi. Questo pulsante può essere utilizzato per avviare o interrompere più processi, incluso il controllo delle luci di segnalazione. Anche se mi riferisco a questo progetto come a un pulsante di arresto di emergenza, tieni presente che l'installazione di veri controlli di arresto di emergenza richiede molte ridondanze e regolamenti. Questo progetto ha semplicemente lo scopo di aggiungere un ulteriore livello di sicurezza.

Utilizzare le precauzioni di sicurezza durante il cablaggio e l'alimentazione di questo circuito.

Forniture

Elettronica

Schede MCU x2 NODE -

PLC x1 con alimentatore - In questo Instructable viene utilizzato il PLC Allen-Bradley CompactLogix -

x1 5v Relè elettromeccanico

x1 2N2222A transistor

x1 resistenza da 1k Ohm

x1 pulsante normalmente chiuso (NC)

x1 pulsante normalmente aperto (NO)

x1 connettore batteria 9v + batteria 9v

Filo assortito

Software

Arduino IDE

Studio 5000

Passaggio 1: cablaggio del circuito del server MCU NODE

Una scheda MCU NODE verrà utilizzata come server ed è l'intermediario tra il pulsante e il PLC. Quando il pulsante viene premuto, il server riceverà un segnale, che attiverà un relè e invierà il segnale necessario al PLC per interrompere tutti i processi.

Cablaggio della scheda

Per alimentare il nostro MCU NODE, usa semplicemente un adattatore da parete micro usb.

Corso accelerato a staffetta

Il relè è composto da due parti; la bobina e l'armatura. La bobina può essere eccitata, creando un campo magnetico che farà spostare l'armatura dalla posizione normalmente chiusa (NC) alla posizione normalmente aperta (NO).

Per determinare quale pin è NO e quale è NC, utilizzare un multimetro e impostarlo per misurare la resistenza (gamma 2k Ohm). Tocca il puntale rosso sul pin centrale, quindi misura ciascuno dei pin opposti. Il pin NC sarà collegato elettricamente, quindi dovresti vedere una piccola lettura della resistenza. Il pin NO non sarà collegato elettricamente, quindi la lettura dovrebbe essere fuori portata.

Una volta stabiliti i pin NO e NC, saldare o collegare due fili alla bobina (fili neri nella figura sopra), un filo al pin di contatto centrale e uno al pin NC (fili verdi).

Cablaggio scheda-relè

Ora dobbiamo collegare il nostro relè alla scheda. Dobbiamo fornire 5v alla bobina del relè per innestare l'armatura. Poiché la scheda NODE MCU emette solo 3,3 V, è necessario utilizzare un transistor per amplificare il segnale. Fare riferimento allo schema elettrico per i collegamenti del circuito. Si noti che se viene utilizzato un pin diverso per il segnale, sarà necessario modificarlo nel codice.

Relè al cablaggio del PLC

Collegare il pin centrale alla sorgente 24v e il pin NO al terminale di ingresso 1 sul PLC.

Passaggio 2: cablaggio client MCU NODE

Questa scheda MCU NODE sarà programmata come client e invierà lo stato del pulsante al server. Collegare la batteria da 9 V ai pin Vin e GND sull'MCU NODE. Saldare/collegare un filo da qualsiasi pin etichettato 3v3 (pin 3.3v) e un altro filo al pin D8 (GPIO 15). Saldare o collegare l'altra estremità di questi fili a entrambi i lati del pulsante di emergenza normalmente chiuso.

Passaggio 3: cablaggio PLC

Collegare il filo verde dalla gamba del relè NC al terminale di ingresso 0 del PLC. Assicurati di avere una connessione a terra tramite la porta comune (COM) associata al tuo ingresso. La maggior parte dei PLC ha porte COM separate, quindi assicurati di essere collegato alla porta giusta.

Fai lo stesso con un pulsante normalmente aperto che funga da pulsante di avvio per il nostro PLC. Collegare questo pulsante al terminale 1.

Collega un numero qualsiasi di dispositivi di uscita in grado di gestire 24 V nei terminali di uscita. Per questo esempio, stiamo usando una singola spia luminosa nel terminale di uscita 0. Assicurati di aggiungere una connessione a terra su COM.

Passaggio 4: programmazione del server e del client MCU NODE

Se è la prima volta che usi le schede MCU NODE, usa questa guida all'installazione:

Una volta configurato, scarica i file del server e del client. Le modifiche necessarie sono elencate di seguito, così come nei file.ino.

1. Cambia l'SSID con il nome della tua rete sia per il server che per il client

2. Modificare la password con la password di rete sia per il server che per il client. Se è una rete aperta, lascialo come "".

3. Per il server, includere l'IP, il gateway e la subnet mask.

4. Per il client, includere l'indirizzo IP utilizzato per il server.

5. Se entrambe le schede sono cablate come mostrato nei passaggi precedenti, è sufficiente caricare i file sulle rispettive schede. Se vengono utilizzati pin diversi, modificare la rispettiva variabile, quindi caricare.

Passaggio 5: programmare il PLC

Corso accelerato PLC

I PLC utilizzano un linguaggio I/O abbastanza semplice noto come logica ladder. Il codice viene letto dall'alto verso il basso e da sinistra a destra. Durante ogni ciclo del programma, i dati di input vero/falso vengono aggiornati e tali informazioni vengono utilizzate per controllare le uscite. Gli ingressi e le uscite nel programma di logica ladder sono collegati a terminali discreti sul PLC, che sono collegati ai dispositivi di campo.

I simboli utilizzati sono i seguenti:

--| |-- Esaminare se chiuso (XIC). Questo è un contatto di ingresso e sarà vero se c'è un segnale ALTO al terminale di ingresso corrispondente.

--|/|-- Esamina se aperto (XIO). Questo è un contatto di ingresso e sarà vero se c'è un segnale LOW al terminale di ingresso corrispondente.

--()-- Produzione. Questo è un contatto di uscita e diventerà ALTO mentre tutti i contatti di ingresso sul piolo sono VERI.

Spiegazione del codice

Sul primo piolo, il primo contatto XIC è il nostro comando di arresto di emergenza. Usiamo un XIC insieme a un pulsante di arresto di emergenza normalmente chiuso. Poiché il pulsante NC fornisce un segnale ALTO, XIC ritornerà TRUE, consentendo l'eccitazione del resto del piolo. Premendo il pulsante E-stop si interromperà il segnale ALTO e si costringerà il piolo a diseccitare, arrestando così qualsiasi macchinario pericoloso che potrebbe essere in funzione.

La parte successiva del circuito è un piolo parallelo che forma un circuito di tenuta con la bobina di uscita. I pioli paralleli agiscono come una porta OR: se uno dei due è vero, il piolo può essere vero. Il contatto superiore è collegato al nostro pulsante di avvio e il contatto inferiore è lo stato del nostro contatto di uscita. Una volta premuto il pulsante di avvio, l'uscita si attiverà, il che renderà VERO il contatto inferiore. Quindi l'utente può rilasciare il pulsante di avvio e l'uscita rimarrà eccitata fino a quando non viene premuto il pulsante di arresto di emergenza.

Per programmare il PLC

Assicurati di aver scaricato e installato Studio 5000. Accendi il PLC e collegalo al computer tramite una connessione USB. Apri il codice allegato. Selezionare Comunicazione < Chi è attivo. Il tuo PLC dovrebbe essere elencato sotto la porta seriale USB. Assicurati che il tuo PLC sia impostato su "prog" per il download. Seleziona il tuo PLC e scarica il codice. Una volta pronto, imposta il PLC su 'run' per eseguire il programma.

Passaggio 6: eseguilo

Collega una batteria da 9 V alla scheda cliente. Collega la tua scheda server e il tuo PLC. Eseguire il programma PLC, quindi premere il pulsante di emergenza. Dovresti vedere la luce pilota (o qualsiasi altro dispositivo di uscita utilizzato) disattivarsi.

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