MPC-ZC1工控单板如何快速搭建出产线车间的智能风机控制系统

lhl545545 2022-09-28 852

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描述

EsDA 为智慧工厂系统赋能，MPC-ZC1 工控单板搭配 ZLM3100S 大功率电机驱动器，快速搭建出产线车间的智能风机控制系统。

简介

本文基于 EsDA MPC-ZC1 应用——IoT 监测控制系统（二），将方案应用于实际的厂房温度检测控制系统中，并进一步完善应用。

业务扩展

此次新增业务主要以下 2 方面：

1. 大功率风机将原先风机设备替换成厂房大功率风机，选用致远电子推出的新一代工业风机驱动器 ZLM3100S 的配套的风机设备。

该驱动器最大输出功率高达 1KW，转速支持 500~1320 RPM。同时可实时监测电机状态，如过压、过流、堵转、母线电压、IPM 温度等数据。

电机控制、状态读取都是通过 RS485 Modbus RTU 通信来实现的。

2. 云端组态UI ZWS 物联网平台提供了一个在线的组态模块，用户可以很方便的构建出自己的UI界面。 * 详细信息 https://www.zlgcloud.com:20000/web/#/5?page_id=48 一、系统框图 硬件上，将上一期的 DO 风机控制替换成大功率风机 ZLM3100S，由于ZLM3100S与温湿度传感器一样是RS485 Modbus RTU通信，所以，两种设备可以并联接入都同一个总线接口上，通过配置成不同的从机地址来区分。

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二、风机控制 控制 ZLM3100S 大功率电机，需要使用到 zlm3100s_in 和 zlm3100s_out 2个节点。 1. 节点介绍 1.1 zlm3100s_in zlm3100s_in 节点，实现了周期性获取电机状态功能。 1.1.1 属性

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名称（name）：节点名称，用于索引查找本节点；

显示名称（displayName）：用于画布上显示的名称；

Modbus配置参数（modbus）：绑定一个Modbus RTU配置节点；

从机ID（slave_id）：电机设备从机地址；

输出周期（period）：读取电机状态的轮询周期。

1.1.2 输出

start：电机的启动/关闭状态，启动为”on”，关闭为”off”；

rpm：电机设定转速值，单位rpm；

devaddr：Modbus RTU 从机地址；

minrpm：最低允许转速，单位rpm；

maxrpm：最高运行转速，单位rpm；

starthold：启动前保持停转时间（秒）；

aispeed：模拟调速使能（1：使能，0：禁止）；

devnum：设备编号；

overvol：过压保护限制，单位V；

undervol：欠压保护限制，单位V；

overtemp：高温保护限制，单位摄氏度；

maxerr：最大容错次数；

errperiod：容错清除周期；

errwait：错误等待时间（秒）；

pwrlimit：功率限制（W）；

errcode：错误码；

actrpm：实际转速，单位rpm；

ipmtemp：IPM温度，单位摄氏度；

errcnt：错误次数；

sysruntime：系统运行时间，单位秒；

focruntime：电机运行时间，单位秒；

state：系统状态；

iq：转矩电流（毫安）；

ia：A相电流（毫安）；

ib：B相电流（毫安）；

ic：C相电流（毫安）；

ubus：母线电压，单位毫伏；

cpuload：CPU 负载；

fwver：固件版本；

btime：固件编译时间；

uid：设备唯一ID。

* ZLM3100S 提供了丰富的寄存器接口，具体可以参考产品用户手册。 1.2 zlm3100s_out 1.2.1 属性物联网

名称（name）：节点名称，用于索引查找本节点；

显示名称（displayName）：用于画布上显示的名称；

Modbus配置参数（modbus）：绑定一个Modbus RTU配置节点；

从机ID（slave_id）：电机设备从机地址；

错误重试次数（retry_times）：通信错误重试最大次数。

1.2.2 输入

start：电机启动控制，“on” ：启动，“off” : 停止；

rpm：设定电机转速，单位rpm；

devaddr：设定电机 Modbus RTU 从机地址；

minrpm：设定最低允许转速，单位rpm；

maxrpm：设定最高运行转速，单位rpm；

starthold：设定启动前保持停转时间（秒）；

aispeed：模拟调速使能（1：使能，0：禁止）；

devnum：设定设备编号；

overvol：设定过压保护限制，单位V；

undervol：设定欠压保护限制，单位V；

overtemp：设定高温保护限制，单位摄氏度；

maxerr：设定最大容错次数；

errperiod：设定容错清除周期；

errwait：设定错误等待时间（秒）；

pwrlimit：设定功率限制（W）。

2. 控制验证 2.1 风机控制尝试直接启动风机。 2.1.1 添加节点添加 zlm3100s_out、timer、fscript 节点，如下图所示。物联网 2.1.2 配置节点

双击 zlm3100s_out 节点，打开配置窗口，如下图所示进行配置。

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Modbus配置参数（modbus）：与温湿度传感器共用一个配置；

从机ID（slave_id）：此处从机地址为 7（具体根据实际情况而定）。

控制脚本如下所示，直接启动风机运转。

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2.1.3 下载流图点击下载流图。

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可以看到风机正常启动，随着转速提升，百叶窗逐渐被吹起。

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* 默认转速为 1320 RPM，启动等待时间 20 秒。

2.1.4 合并流图将 zlm3100s_out 节点添加到上一期的流图中，取代原先的GPIO风机控制节点，如下所示。物联网

双击 智能控制 脚本节点，如下图所示进行调整。

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调整后脚本。

if (global.fan_control == "on") {
    /* 手动启动 */
    msg.start = "on"
} else if (global.fan_control == "off") {
    /* 手动停止 */
    msg.start = "off"
} else {
    if (global.high_temp_anomaly == true) {
        /* 高温异常自动启动 */
        msg.start = "on"
    } else {
        /* 常温自动停止 */
        msg.start = "off"
    }

}

2.1.5 下载流图

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通过外部加热传感器直至超过默认高温预警值（30℃），可以看到警报LED亮起，并且在持续约 20 秒后，风机自动启动。

通过云端下发风机启动命令，手动启动风机。

2.2 读取状态尝试读取电机状态。 2.2.1 添加节点在流图上添加 zlm3100s_in、to_json、log 节点，如下图所示。

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