Gerenciamento de estados de máquinas e contagens de peças com Edge IO e Node-RED

Gerenciando estados de máquinas e contagens de peças com o Edge IO e o Node-RED

Saiba como usar o fluxo do Node-RED de visibilidade da máquina com seu Edge IO

Este artigo aborda o fluxo de trabalho para conectar um sensor de feixe de ruptura e um sensor de corrente a um Edge IO para gerenciar o estado e contar peças no Tulip. Isso utiliza um fluxo de biblioteca Tulip Node-RED que pode ser importado para um dispositivo de borda do cliente.

Ao final deste artigo, você terá o seguinte fluxo no Node-RED para enviar dados de seus sensores conectados a uma máquina no Tulip.

Você precisará concluir as etapas a seguir:

1. Configuração de hardware: Conectar o Edge IO
2. Configuração da máquina: Criar uma máquina no Tulip
3. Configuração do Node-RED: Importar, editar e implementar um fluxo Node-RED da biblioteca do Tulip

O que você precisará é de:

• Um Edge IO registrado na sua conta do Tulip

• Sensor de corrente: CR3111-3000 ou outro transformador de corrente semelhante

  • Um resistor de carga de tamanho correto para o transformador de corrente, recomendado 100 ohms se for o CR3111-3000 (consulte Configuração de hardware para saber o tamanho)
  • Feixe de ruptura
  • Chave de fenda de cabeça chata de 3,5 mm

1. Configuração de hardware - Conectar o Edge IO

Este fluxo de trabalho pressupõe que você usará um transformador de corrente e um feixe de interrupção conectado a um Edge IO.

Cálculo do tamanho do resistor de carga: Se estiver usando o CR3111-3000, recomendamos um resistor de 100 ohms. Se estiver usando um grampo de corrente diferente, você poderá calcular o tamanho máximo permitido do resistor(R_burden) a partir da relação de espiras efetiva(T_e) e da corrente máxima a ser medida(I_max) da seguinte forma: R_burden = 3,12 * T_e / I_max. Seu resistor pode ser menor do que o tamanho máximo de resistor permitido; isso reduzirá a resolução do sensor.

Conecte o grampo de corrente (CR3111-3000) e o feixe de interrupção ao Edge IO da seguinte forma:

• Pinça de corrente

  • Medição da corrente CA através do cabo de alimentação em sua máquina
  • Conecte o resistor entre os dois fios do grampo de corrente, conforme mostrado
  • Conecte um fio ao terminal ADC diferencial [+] e um fio ao terminal ADC diferencial [-].
  • Feixe de ruptura
  • Capturando a criação da peça
  • Conecte o fio marrom (+24V) ao terminal de +24V no SAR ADC
  • Conecte o fio azul (gnd) ao terminal de aterramento do banco de entrada digital
  • Conecte o fio preto (out) ao pino 1 do banco de entrada digital

Além disso, certifique-se de ter ligado o dispositivo e conectado o dispositivo à sua rede, conectando um cabo Ethernet à porta WAN.

2. Configuração da máquina - Criar uma máquina no Tulip

Para enviar dados do feixe de luz e do sensor de corrente para o Tulip, vamos primeiro configurar uma máquina usando a API do Tulip como fonte de dados. Consulte a seção Configurando uma nova máquina do artigo Como usar a API de atributos de máquina para obter uma visão geral detalhada.

Neste exemplo, criamos uma máquina com dois atributos:

1. Current (float) - representa a corrente retornada pelo sensor.
2. Part Count (int) - sinal do feixe de ruptura indicando a conclusão de uma peça.

Você deverá anotar os valores attributeId e machineId para passar para o fluxo do Node-RED.

Também é possível configurar um tipo de máquina para atribuir à máquina se você planeja usar o sensor atual para alterar aspectos como o estado da máquina ou realizar qualquer contagem com base nas saídas do sensor. Consulte Como configurar tipos de máquina se isso for de seu interesse.

3. Configuração do Node-RED

Abra o Edge Device Portal no Edge IO conectado ao break beam e aos sensores de corrente. Inicie o Node-RED Editor usando as seguintes credenciais:

• Nome de usuário: admin
• Senha: Sua senha do Edge IO

Veja mais informações aqui para começar a usar o Node-RED no Edge IO.

3a. Importar fluxo da biblioteca

Para importar o fluxo da biblioteca, siga as etapas em nosso documento Importing Tulip Node-RED Flows (Importando fluxos do Tulip Node-RED ). O fluxo a ser importado é machine_visibility.json e a importação cria a guia Machine Visibility with Current Clamp and Breakbeam no editor.

3b. Visão geral do fluxo

Esse fluxo é composto por dois fluxos de trabalho separados:

Contador de peças

O primeiro caminho é monitorar a contagem de peças por meio de um sensor de feixe de ruptura. Esse fluxo é composto por quatro nós funcionais:

1. Monitorar pino

   • Objetivo: definir o(s) pino(s) GPIO no Edge IO para monitorar por meio da propriedade do pino habilitado.
   • Filtro para pinUp
   • Objetivo: A partir da carga útil da mensagem, determinar se o evento no(s) pino(s) monitorado(s) é verdadeiro.
   • Incrementar contagem de peças
   • Finalidade: Incrementar a contagem de peças da variável de fluxo em um evento de pino verdadeiro.
   • Atributo da máquina Tulip: Contagem de peças
   • Finalidade: Enviar o payload (partCount) para a Tulip via API.

Monitorar corrente RMS

O segundo caminho é monitorar um sensor de corrente conectado à entrada do ADC (conversor analógico-digital). Esse fluxo é composto por seis nós funcionais.

1. Leituras diferenciais de ADC

   • Objetivo: Atribuir o perfil de configuração analógica à entrada do ADC.
   • Filtrar 1/5 leituras
   • Objetivo: Extrair cada quinta medição (5 segundos) para passar para o Tulip.
   • Passar mensagem
   • Propósito: Redefinir a contagem de leituras para cada quinta mensagem de volta a zero.
   • Drop message & increment
   • Objetivo: Para todas as outras leituras, incrementar a contagem de leituras em 1.
   • Escala do CR-3111
   • Finalidade: Dimensionar a medição do sensor com base nas especificações do fabricante.
   • Atributo da máquina Tulip: Corrente RMS
   • Finalidade: Enviar o payload (partCount) para a Tulip via API.

Há também quatro nós opcionais que são desativados por padrão, mas podem ser ativados para ter um estado de máquina determinado pelo Node-RED. Observe que também é possível usar Machine Triggers no Tulip para executar essa mesma lógica.

1. A corrente é > 100mA?

   • Objetivo: verificar se o valor da corrente é maior que 100 mA.
   • Estado = ON
   • Objetivo: Definir a carga útil como ON se a corrente for maior que 100 mA.
   • Estado = OFF
   • Finalidade: Definir a carga útil como OFF se a corrente for menor ou igual a 100 mA.
   • Atributo da máquina Tulip: State (Estado)
   • Finalidade: Enviar o payload (estado) para a Tulip via API.

3c. Editar o fluxo

Para concluir a configuração desse fluxo, as informações do dispositivo para Tulip Machine Attribute: Part Count e Tulip Machine Attribute: RMS Current nodes devem ser incluídas com os campos attributeId e machineIdda máquina configurada anteriormente.

Dependendo do sensor utilizado, você pode editar adicionalmente o nó CR-3111 Scaling para refletir a relação de espiras do seu transformador de corrente.

3d. Implantar o fluxo

Com o fluxo do Node-RED criado e os parâmetros necessários adicionados, você pode implantar o fluxo e começar a ver os dados do feixe de ruptura e da saída dos sensores de corrente para o Tulip.

Ao selecionar a opção Mensagem de depuração no lado direito do Editor do Node-RED, você poderá ver as respostas e os códigos de status correspondentes da API do Tulip.

Para obter mais informações sobre os códigos de status, navegue até a documentação da API em sua instância do Tulip (ou seja, .tulip.co/apidocs). Especificamente, consulte a documentação do endpoint POST /attributes/report.

Agora você também poderá ver os dados no Tulip, navegando até a guia de configuração da máquina.

Detalhes técnicos do fluxo do Node-RED

Abaixo está um resumo detalhado dos nós e seus parâmetros de configuração padrão importados com o arquivo machine_visibility.json.

Contador de peças

1. Pino do monitor

   • Objetivo: definir o(s) pino(s) GPIO no Edge IO para monitorar por meio da propriedade do pino habilitado.

   • Tipo de nó: Entrada digital

   • Propriedades padrão:

     • Modo de execução - Contínuo
     • Taxa de atualização - 1 segundo
     • Pinos habilitados - 1
     • Filtro para pinUp

   • Objetivo: A partir da carga útil da mensagem, determinar se o evento no(s) pino(s) monitorado(s) é verdadeiro.

   • Tipo de nó: Switch

   • Propriedades padrão:

     • Propriedade - msg.payload
     • Regras - é verdadeiro
     • Incrementar contagem de peças

   • Finalidade: Incrementar a contagem de partes da variável de fluxo no evento de pino true.

   • Tipo de nó: Alterar

   • Propriedades padrão:

     • Regras:

       • Definir flow.partCount como a expressão $flowContext('partCount') + 1
       • Definir msg.payload como flow.partCount
       • Atributo da Tulip Machine: Contagem de peças

   • Finalidade: Enviar o payload (partCount) para a Tulip via API.

   • Tipo de nó: Atributo de máquina

   • Propriedades padrão:

     • Informações do dispositivo* - {"attributeId":"", "machineId":""}
     • Fonte do atributo - msg.payload

Monitorar corrente RMS

1. Leituras diferenciais de ADC

   • Objetivo: atribuir o perfil de configuração analógica à entrada do ADC.

   • Tipo de nó: Analógico de alta velocidade

   • Propriedades padrão:

     • Analog Config - Differential ADC RMS @ 1kHZ

       • Selecionar ADC para configurar - ADC diferencial
       • Saídas ativadas - RMS
       • Tamanho do buffer - 1000
       • Frequência de amostragem (Hz) - 1000+ Tipo de dados - RMS+ Modo de saída - Contínuo+ Taxa de atualização (segundos) - 1
       • Filtrar 1/5 leituras

   • Objetivo: Extrair cada quinta medição (5 segundos) para passar para o Tulip.

   • Tipo de nó: Switch

   • Propriedades padrão:

     • Propriedade - flow.numReadings

     • Regras:

       • == 4
       • caso contrário
       • Passar mensagem

   • Objetivo: Redefinir a contagem de leituras para cada quinta mensagem de volta a zero.

   • Tipo de nó: Modificar

   • Propriedades padrão:

     • Regras:

       • Definir flow.numReadings como 0
       • Eliminar mensagem e incrementar

   • Objetivo: Para todas as outras leituras, incrementar a contagem de leituras em 1.

   • Tipo de nó: Alterar

   • Propriedades padrão:

     • Regras:

       • Definir flow.numReadings como a expressão $flowContext('numReadings') + 1
       • Escala do CR-3111

   • Objetivo: Dimensionar a medição do sensor com base nas especificações do fabricante.

   • Tipo de nó: Modelo de subfluxo

   • Propriedades padrão:

     • Propriedade - dados
     • Escala* - 3000
     • Deslocamento - 0
     • Atributo da máquina Tulip: Corrente RMS

   • Finalidade: Enviar a carga útil (partCount) para a Tulip via API.

   • Tipo de nó: Atributo de máquina

   • Propriedades padrão:

     • Informações do dispositivo* - {"attributeId":"", "machineId":""}
     • Fonte do atributo - msg.data[0]

Subfluxo para calcular o estado da máquina

1. A corrente é > 100mA?

   • Finalidade: Verificar se o valor da corrente é maior que 100 mA.

   • Tipo de nó: Interruptor

   • Propriedades padrão:

     • Propriedade - msg.data[0]

     • Regras:

       • > 0.1
       • caso contrário
       • Estado = ON

   • Objetivo: Definir a carga útil como ON se a corrente for maior que 100 mA.

   • Tipo de nó: Modificar

   • Propriedades padrão:

     • Regras:

       • Definir msg.payload como ON
       • Estado = OFF

   • Objetivo: definir a carga útil como OFF se a corrente for menor ou igual a 100 mA.

   • Tipo de nó: Modificar

   • Propriedades padrão:

     • Regras:

       • Definir msg.payload como OFF
       • Atributo da máquina Tulip: Estado

   • Objetivo: Enviar o payload (estado) para a Tulip via API.

   • Tipo de nó: Atributo de máquina

   • Propriedades padrão:

     • Informações do dispositivo* - {"attributeId":"", "machineId":""}
     • Fonte do atributo - msg.payload

* Os parâmetros devem ser atualizados para que o fluxo funcione adequadamente. O valor da escala do sensor atual deve ser modificado de acordo com a recomendação do fabricante.

Leitura adicional

• Documentação do Node-RED
• Conexão de um sensor de 4-20 mA com Edge IO e Node-RED
• Conexão de um osciloscópio analógico com o Edge IO e o Node-RED

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