Nút an toàn không dây cho an toàn PLC: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Dự án này là bằng chứng của tôi về khái niệm sử dụng IoT và (cuối cùng) người máy để tạo ra một lớp an toàn bổ sung cho các cơ sở sản xuất nguy hiểm. Nút này có thể được sử dụng để bắt đầu hoặc dừng nhiều quá trình, bao gồm cả việc điều khiển đèn tín hiệu. Mặc dù tôi đề cập đến dự án này như một nút dừng điện tử, xin lưu ý rằng việc cài đặt các điều khiển dừng điện tử thực sự đòi hỏi rất nhiều dự phòng và quy định. Dự án này chỉ đơn giản là để thêm một lớp an toàn bổ sung.

Vui lòng sử dụng các biện pháp phòng ngừa an toàn khi đấu dây và cấp nguồn cho mạch này.

Quân nhu

Thiết bị điện tử

x2 bảng MCU NODE -

x1 PLC w / nguồn cung cấp - Allen-Bradley CompactLogix PLC được sử dụng trong sản phẩm Có thể hướng dẫn này -

x1 Rơ le điện cơ 5v

x1 bóng bán dẫn 2N2222A

x1 điện trở 1k Ohm

x1 nút nhấn thường đóng (NC)

x1 nút nhấn thường mở (NO)

x1 đầu nối pin 9v + pin 9v

Dây các loại

Phần mềm

Arduino IDE

Studio 5000

Bước 1: Nối dây mạch máy chủ MCU NODE

Một bảng MCU NODE sẽ được sử dụng làm máy chủ và là người trung gian giữa nút và PLC. Khi nhấn nút, máy chủ sẽ nhận được tín hiệu, tín hiệu này sẽ cung cấp năng lượng cho rơ le và gửi tín hiệu cần thiết đến PLC để dừng tất cả các quá trình.

Hội đồng quản trị dây

Để cấp nguồn cho MCU NODE của chúng tôi, chỉ cần sử dụng bộ chuyển đổi gắn tường micro usb.

Khóa học về sự cố tiếp sức

Rơ le gồm hai phần; cuộn dây và phần ứng. Cuộn dây có thể được cấp điện tạo ra từ trường làm cho phần ứng chuyển từ vị trí thường đóng (NC) sang vị trí thường mở (NO).

Để xác định chân nào là NO và chân nào là NC, hãy sử dụng đồng hồ vạn năng và đặt nó để đo điện trở (phạm vi 2k Ohm). Chạm vào dây chì màu đỏ vào chốt giữa, sau đó đo từng chân đối diện. Chân NC sẽ được kết nối điện, vì vậy bạn sẽ thấy số đọc điện trở nhỏ. Chân NO sẽ không được kết nối điện, vì vậy số đọc phải vượt quá phạm vi.

Khi các chân NO và NC đã được thiết lập, hãy hàn hoặc gắn hai dây vào cuộn dây (dây màu đen trong hình trên), một dây vào chân tiếp xúc giữa và một dây vào chân NC (dây màu xanh lá cây).

Hội đồng quản trị để chuyển tiếp dây

Bây giờ chúng ta cần kết nối rơ le của chúng ta với bảng. Chúng ta cần cung cấp 5v cho cuộn dây rơle để đấu vào phần ứng. Vì bo mạch NODE MCU chỉ xuất ra 3.3v nên chúng ta cần sử dụng bóng bán dẫn để khuếch đại tín hiệu. Tham khảo sơ đồ đấu dây để biết các kết nối mạch. Xin lưu ý rằng nếu một chân khác được sử dụng cho tín hiệu, nó sẽ cần được thay đổi trong mã.

Chuyển tiếp đến dây PLC

Nối chân trung tâm vào nguồn 24v và chân NO vào đầu vào 1 trên PLC.

Bước 2: Nối dây máy khách NODE MCU

Bo mạch NODE MCU này sẽ được lập trình làm máy khách và sẽ gửi trạng thái nút tới máy chủ. Kết nối pin 9v với các chân Vin và GND trên NODE MCU. Hàn / gắn dây từ bất kỳ chân nào có nhãn 3v3 (chân 3,3v) và một dây khác vào chân D8 (GPIO 15). Hàn hoặc gắn đầu kia của các dây này vào hai bên của nút khẩn cấp thường đóng.

Bước 3: Nối dây PLC

Cắm dây màu xanh lá cây của bạn từ chân rơ le NC vào đầu vào đầu vào 0 của PLC của bạn. Đảm bảo rằng bạn có kết nối nối đất qua cổng (COM) chung được liên kết với đầu vào của bạn. Hầu hết các PLC đều có các cổng COM riêng biệt, vì vậy hãy đảm bảo rằng bạn được kết nối với đúng cổng.

Làm tương tự với nút ấn thường mở để hoạt động như nút khởi động cho PLC của chúng ta. Đính kèm nút này vào thiết bị đầu cuối 1.

Cắm bất kỳ số lượng thiết bị đầu ra nào có thể xử lý 24v vào các thiết bị đầu cuối đầu ra. Đối với ví dụ này, chúng tôi đang sử dụng một đèn hoa tiêu duy nhất ở đầu ra đầu ra 0. Hãy chắc chắn thêm kết nối với mặt đất tại COM.

Bước 4: Lập trình Máy chủ và Máy khách MCU NODE

Nếu đây là lần đầu tiên bạn sử dụng bảng MCU NODE, hãy sử dụng hướng dẫn thiết lập này:

Sau khi bạn thiết lập, hãy tải xuống các tệp máy chủ và máy khách. Các thay đổi cần thiết được liệt kê bên dưới, cũng như trong các tệp.ino.

1. Thay đổi SSID thành tên mạng của bạn cho cả máy chủ và máy khách

2. Thay đổi mật khẩu thành mật khẩu mạng cho cả máy chủ và máy khách. Nếu đó là một mạng mở, hãy để nó là "".

3. Đối với máy chủ, bao gồm IP, cổng vào và mặt nạ mạng con.

4. Đối với máy khách, bao gồm địa chỉ IP được sử dụng cho máy chủ.

5. Nếu cả hai bảng đều có dây như được hiển thị trong các bước trước, chỉ cần tải các tệp lên bảng tương ứng. Nếu các chân khác nhau được sử dụng, hãy thay đổi biến tương ứng, sau đó tải lên.

Bước 5: Lập trình PLC

Khóa học về sự cố PLC

PLC sử dụng một ngôn ngữ I / O khá đơn giản được gọi là logic bậc thang. Mã được đọc từ trên xuống dưới và từ trái sang phải. Trong mỗi chu kỳ chương trình, dữ liệu đầu vào đúng / sai được cập nhật và thông tin đó được sử dụng để kiểm soát kết quả đầu ra. Các đầu vào và đầu ra trong chương trình logic bậc thang được gắn với các thiết bị đầu cuối rời rạc trên PLC, được nối dây với các thiết bị hiện trường.

Các ký hiệu được sử dụng như sau:

- | | - Kiểm tra nếu đóng (XIC). Đây là tiếp điểm đầu vào và nó sẽ đúng nếu có tín hiệu CAO tại đầu cuối đầu vào tương ứng.

- | / | - Kiểm tra xem có mở không (XIO). Đây là tiếp điểm đầu vào và nó sẽ đúng nếu có tín hiệu THẤP tại đầu cuối đầu vào tương ứng.

- () - Đầu ra. Đây là tiếp điểm đầu ra và nó sẽ trở nên CAO trong khi tất cả các tiếp điểm đầu vào trên bậc thang là TRUE.

Giải thích mã

Ở nấc thang đầu tiên, liên hệ XIC đầu tiên là lệnh dừng khẩn cấp của chúng tôi. Chúng tôi sử dụng XIC kết hợp với nút E-stop thường đóng. Vì nút NC cung cấp tín hiệu CAO, nên XIC sẽ trả về TRUE, cho phép phần còn lại của nấc được cung cấp năng lượng. Nhấn nút E-stop sẽ phá vỡ tín hiệu CAO và buộc bậc thang tắt nguồn, do đó dừng bất kỳ máy móc nguy hiểm nào có thể đang chạy.

Phần tiếp theo của mạch là một nấc song song tạo thành mạch kín với cuộn dây đầu ra. Các bậc thang song song hoạt động giống như một cổng HOẶC - nếu một trong hai đúng, thì bậc thang có thể đúng. Tiếp điểm trên cùng được kết nối với nút bắt đầu của chúng tôi và liên hệ dưới cùng là trạng thái của tiếp điểm đầu ra của chúng tôi. Sau khi nhấn nút khởi động, đầu ra sẽ hoạt động, điều này sẽ làm cho tiếp điểm dưới cùng là TRUE. Vì vậy, người dùng có thể nhả nút khởi động và đầu ra sẽ vẫn được cung cấp năng lượng cho đến khi nhấn nút E-stop.

Để lập trình PLC

Đảm bảo bạn đã tải xuống và cài đặt Studio 5000. Bật nguồn PLC và kết nối nó với máy tính của bạn bằng kết nối USB. Mở mã đính kèm. Chọn Liên lạc <Ai đang hoạt động. PLC của bạn sẽ được liệt kê dưới cổng nối tiếp USB. Đảm bảo rằng PLC của bạn được đặt thành 'prog' để tải xuống. Chọn PLC của bạn và tải mã xuống. Sau khi đã sẵn sàng, hãy đặt PLC thành 'run' để chạy chương trình của bạn.

Bước 6: Chạy nó

Gắn pin 9v vào bảng khách hàng của bạn. Cắm bo mạch máy chủ và PLC của bạn. Chạy chương trình PLC, sau đó nhấn nút khẩn cấp. Bạn sẽ thấy đèn hoa tiêu (hoặc bất kỳ thiết bị đầu ra nào được sử dụng) tắt.

Về nhì trong Thử thách IoT