Botão de segurança sem fio para segurança do PLC: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este projeto é minha prova de conceito para o uso de IoT e (eventualmente) robótica para criar uma camada adicional de segurança para instalações de manufatura perigosas. Este botão pode ser usado para iniciar ou parar vários processos, incluindo o controle de luzes de sinalização. Embora eu me refira a este projeto como um botão de parada de emergência, observe que a instalação de controles de parada de emergência reais requer muitas redundâncias e regulamentações. Este projeto visa simplesmente adicionar uma camada adicional de segurança.

Use precauções de segurança ao conectar e alimentar este circuito.

Suprimentos

Eletrônicos

Placas MCU x2 NODE -

x1 PLC com fonte de alimentação - Allen-Bradley CompactLogix PLC é usado neste Instructable -

x1 5v relé eletromecânico

transistor x1 2N2222A

x1 resistor 1k Ohm

botão x1 normalmente fechado (NC)

botão x1 normalmente aberto (NÃO)

x1 conector de bateria 9v + bateria 9v

Fio sortido

Programas

IDE Arduino

Studio 5000

Etapa 1: Fiação do circuito do servidor NODE MCU

Uma placa NODE MCU será usada como servidor e é o intermediário entre o botão e o PLC. Quando o botão for pressionado, o servidor receberá um sinal, que irá energizar um relé, e enviará o sinal necessário ao PLC para interromper todos os processos.

Fiação da placa

Para alimentar nosso NODE MCU, basta usar um adaptador de parede micro USB.

Curso de Relay Crash

O relé consiste em duas partes; a bobina e a armadura. A bobina pode ser energizada, o que cria um campo magnético, que fará com que a armadura se mova da posição normalmente fechada (NC) para a posição normalmente aberta (NO).

Para determinar qual pino é NO e qual é NC, use um multímetro e configure-o para medir a resistência (faixa de 2k Ohm). Toque o fio vermelho no pino do meio e meça cada um dos pinos opostos. O pino NC será conectado eletricamente, então você deve ver uma pequena leitura de resistência. O pino NO não será conectado eletricamente, então a leitura deve estar acima da faixa.

Uma vez que os pinos NO e NC tenham sido estabelecidos, solde ou conecte dois fios à bobina (fios pretos na imagem acima), um fio ao pino de contato do meio e um ao pino NC (fios verdes).

Placa para relé de fiação

Agora precisamos conectar nosso relé à placa. Precisamos fornecer 5v para a bobina do relé para engatar a armadura. Uma vez que a placa NODE MCU produz apenas 3,3 V, precisamos usar um transistor para amplificar o sinal. Consulte o diagrama de fiação para conexões de circuito. Observe que se um pino diferente for usado para o sinal, ele precisará ser alterado no código.

Relé para fiação PLC

Conecte o pino central à fonte de 24 V e o pino NO ao terminal de entrada 1 no PLC.

Etapa 2: Fiação do cliente NODE MCU

Esta placa NODE MCU será programada como o cliente e enviará o status do botão para o servidor. Conecte a bateria de 9 V aos pinos Vin e GND no NODE MCU. Solde / conecte um fio de qualquer pino identificado como 3v3 (pino de 3,3 V) e outro fio ao pino D8 (GPIO 15). Solde ou prenda a outra extremidade desses fios em qualquer um dos lados do botão de emergência normalmente fechado.

Etapa 3: Fiação do PLC

Conecte o fio verde da perna do relé NC ao terminal de entrada 0 do PLC. Certifique-se de ter uma conexão ao aterramento por meio da porta comum (COM) associada à sua entrada. A maioria dos PLCs tem portas COM separadas, portanto, certifique-se de estar conectado à porta certa.

Faça o mesmo com um botão normalmente aberto para atuar como o botão de início do nosso PLC. Anexe este botão ao terminal 1.

Conecte qualquer número de dispositivos de saída que possam lidar com 24 V nos terminais de saída. Para este exemplo, estamos usando uma única luz piloto no terminal de saída 0. Certifique-se de adicionar uma conexão ao aterramento em COM.

Etapa 4: Programação do servidor e cliente NODE MCU

Se esta é a primeira vez que usa as placas NODE MCU, use este guia de configuração:

Depois de configurar, baixe os arquivos do servidor e do cliente. As alterações necessárias estão listadas abaixo, bem como nos arquivos.ino.

1. Altere o SSID para o nome da sua rede para servidor e cliente

2. Altere a senha para a senha de rede do servidor e do cliente. Se for uma rede aberta, deixe como "".

3. Para o servidor, inclua o IP, o gateway e a máscara de sub-rede.

4. Para o cliente, inclua o endereço IP usado para o servidor.

5. Se ambas as placas estiverem conectadas conforme mostrado nas etapas anteriores, basta fazer o upload dos arquivos para as respectivas placas. Se pinos diferentes forem usados, altere a variável respectiva e faça o upload.

Etapa 5: Programar o PLC

PLC Crash Course

Os PLCs usam uma linguagem de E / S bastante simples conhecida como lógica ladder. O código é lido de cima para baixo e da esquerda para a direita. Durante cada ciclo do programa, os dados de entrada verdadeiros / falsos são atualizados e essas informações são usadas para controlar as saídas. As entradas e saídas no programa de lógica ladder são vinculadas a terminais discretos no PLC, que são conectados a dispositivos de campo.

Os símbolos usados são os seguintes:

- | | - Examinar se fechado (XIC). Este é um contato de entrada e será verdadeiro se houver um sinal ALTO no terminal de entrada correspondente.

- | / | - Examine se está aberto (XIO). Este é um contato de entrada e será verdadeiro se houver um sinal BAIXO no terminal de entrada correspondente.

--()-- Saída. Este é um contato de saída e se tornará ALTO enquanto todos os contatos de entrada na linha forem TRUE.

Explicação do Código

Na primeira linha, o primeiro contato XIC é nosso comando de parada de emergência. Usamos um XIC em conjunto com um botão de parada de emergência normalmente fechado. Visto que o botão NC fornece um sinal HIGH, o XIC retornará TRUE, permitindo que o resto da linha seja energizado. Pressionar o botão de parada de emergência interromperá o sinal HIGH e forçará a desenergização da linha, parando assim qualquer maquinário perigoso que possa estar funcionando.

A próxima parte do circuito é uma linha paralela que forma um circuito lacrado com a bobina de saída. Os degraus paralelos agem como uma porta OR - se qualquer um deles for verdadeiro, o degrau pode ser verdadeiro. O contato superior está conectado ao nosso botão Iniciar e o contato inferior é o status do nosso contato de saída. Assim que o botão iniciar for pressionado, a saída será energizada, o que tornará o contato inferior TRUE. Assim, o usuário pode soltar o botão iniciar e a saída permanecerá energizada até que o botão de parada de emergência seja pressionado.

Para programar o PLC

Certifique-se de ter baixado e instalado o Studio 5000. Ligue o PLC e conecte-o ao seu computador usando uma conexão USB. Abra o código em anexo. Selecione Comunicação <Quem Ativo. Seu PLC deve estar listado na porta serial USB. Certifique-se de que seu PLC está configurado para 'prog' para fazer o download. Selecione seu PLC e baixe o código. Quando estiver pronto, defina o PLC para 'executar' para executar seu programa.

Etapa 6: execute-o

Conecte uma bateria de 9 V à placa do cliente. Conecte sua placa de servidor e seu PLC. Execute o programa PLC e, em seguida, pressione o botão de emergência. Você deve ver a luz piloto (ou qualquer dispositivo de saída usado) desativar.

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