工业控制面板无线按钮

为何要在工厂环境中使用无线按钮?

提起远程按钮,人们首先想到的是车库门遥控器。许多非安全关键型应用都能受益于这类控制方式。其优势包括:

  • 操作员可自由移动于设备周围,同时保持一定控制权。
  • 由于无需布设线缆或导管,设备接线得以简化。
  • 无线控制器可半永久固定于设备上,无需重新布线即可移动开关组件。
  • 现有Harmony按钮可加装无线开关模块,从而将控制信号从一台设备传递至另一台。换言之,该方案消除了设备间干接点继电器的布线需求。

本工程简报将探讨如图1所示的施耐德电气Harmony按钮系统。图中展示了ZBRRA接收器ZBRM22B0无线便携箱。接收器安装在小型继电器/PLC实训台上,由B&K Precision 1550电源供电。

技术提示 :"安全关键"是远程控制应用的重要考量因素。根据施耐德技术文档,Harmony远程按钮系统不可用于起重或紧急停止。这类关键的生命安全保障控制必须按照当地、州及联邦规范硬接线至设备。

1 :施耐德电气Harmony ZBRRA接收器与ZBRM22B0双路远程无线按钮的测试配置。

Harmony 无线按钮如何运作?

当施耐德物料抵达DigiKey实验室时,立即引起了技术员和工程师们的注意。"无线"和"无需电池"的特性令人称奇。为此我们拆解了远程按钮外壳一探究竟,如图2所示。

2 :ZBRM22B0按钮组件内部结构图。其中一个ZBRT2模块已拆卸并置于前景位置。

按钮组件的核心是图2所示的Harmony ZBRT2模块。此处将一个模块移出,置于图像前景位置。注意这些模块具有相同安装尺寸,且与其他Harmony系列开关兼容。图3展示了安装在Harmony XB5上的无线模块。

3 :安装在Harmony XB5开关组件上的ZBRT2无线模块图示。

ZBRT2 配备 Zigbee 发射器

施耐德无线系统基于IEEE 802.15.4 Zigbee协议。ZBRT2模块采用低功耗发射器,而DIN导轨安装的接收器则配备高灵敏度接收单元。系统工作频率为2.405 GHz。捕获空中传输的数据包会很有趣——或许改天可以尝试。

ZBRT2 似乎采用能量收集技术

ZBRT2模块无需电池供电。此外,该模块没有任何形式的外部电源接口。因此我们可以推断,Zigbee发射器的能量来源于用户操作。请注意如视频2所示,数据在按钮按下和释放时都会发送。由此可证,能量收集技术同时应用于按钮按下和释放动作。这仅需极微量能量,足以传输单个数据包即可。具体而言,ZBRT2必须传输其唯一识别码。或许改天我们可以拆解发射器来研究其工作原理。

技术提示 :Harmony无线发射器在理想环境下的标称工作距离为100米。这并不现实,特别是当ZBRRA接收器安装在金属(屏蔽)控制柜内时。根据施耐德数据,25米是更实际的有效距离。虽然ZBRRA接收器不适用,但施耐德确实提供配备可选外接天线接口的设备,例如相关的ZBRN1网关。

施耐德 ZBRRA 接收器在控制柜内如何物理连接?

XBRRA输出端包含两个单刀双掷(SPDT)继电器。与所有继电器相同,触点电流额定值取决于工作电压和认证机构标准。作为通用规格,触点额定电流为3安培,可直接连接小型负载。该接收器也可用于直接控制电机启动器

ZBRRA 有哪些操作模式?

ZBRRA包含4种模式:

  • 保持模式 :类似于单按钮控制流程。首次按下按钮激活系统,再次按下则关闭关联系统。

  • 瞬时模式 :输出信号仅在按钮按压期间保持激活状态。视频1演示的即为该模式。

  • 脉冲模式 :检测到按钮按压时将发送单次脉冲信号。

  • 启停模式 :类似传统三线制电机启停电路,分别通过启动按钮和停止按钮控制系统

视频 1 :测试台的红绿面板灯会在对应颜色按钮按住期间保持点亮。

PLC 的接口

ZBRRA的继电器输出为可编程逻辑控制器(PLC)提供了天然接口。接收器输出继电器一端连接24V直流电源,常开触点连接至PLC输入通道(通道1对应11-14端子对,通道2对应21-24端子对)。从PLC视角看,远程接收器与其他现场输入设备无异。仔细观察图1可见红色电源模块输出的24V直流电,以及连接红绿面板灯的两根导线。

技术提示 :PLC可用于为用户提供创新反馈。最简单的反馈形式是PLC在检测到按键时瞬时激活蜂鸣器。多重按键或按键组合可触发多样化功能。例如长按按钮10秒可使PLC进入维护模式。虽然可实现多种功能,但简洁性仍值得重视。

施耐德 Harmony 系统如何配置?

每个Zigbee发射器都有唯一ID。接收器必须与发射器配对才能正常运作。例如视频1中红色按钮与通道1配对,绿色按钮与通道2配对。请观看施耐德电气制作的视频2,它将指导您完成配置与配对流程。

视频 2 :如何配置Harmony无线接收器。

后记

探索这款产品充满乐趣。该系统的接线与配置极为简便。我非常期待听到您使用该产品的成功案例。此外,若您想接受挑战,不妨尝试技术要点中提到的PLC用户反馈功能。

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