【教程】基于ModBus云服务的线性控制系统

上期文章《串口服务器接入云服务器实现IO控制》中介绍了一个免费的ModBus云服务器（ModBus物联网平台）。

本期文章将介绍利用该平台结合RTU与网关实现的“线性控制系统”，下图为系统整体连接示意图，该系统由“网关与RTU接入云服务器”、“服务器联动控制”、“现场控制保护”、“水泵控制”、“控制系统接线”五部分组成，“网关与RTU接入云服务器”之前已讲解过，今天讲解其余内容的实现原理。

网关与RTU接入云服务器

为了举例和讲解方便，示意图以液位控制说明“线性控制”，实际“线性控制”并不局限于这一种用法。

网关的接入就不再赘述，RTU设备由于读取的点位与之前的文章不同，再次为大家巩固知识点。由“系统接线示意图”可以需要云服务器从现场获取水池的液位与控制水泵的线圈，分别为“投入式液位计”的40001（不同的“液位计”寄存器地址需根据“液位计”厂家提供参数配置，为了方便笔者这里使用的是“MThings”软件模拟，将液位计的设备地址配置为2），IO设备（MA01-AXCX4040）的DI1-DI3(10001-10003)以及DO3-DO4(00003-00004)（设备地址配置为1）。

配置RTU设备接入点位：

配置周期读取列表（数据周期配置为1）：

“液位计”需要使用公式处理数据，如下所示：

服务器联动控制

使用联动控制先创建报警触发的联系人接收报警信息，如下图：

在选择“规则列表”配置如下规则：

一是根据液位自动启停水泵控制液位：

二是高低警戒液位触发发送报警信息：

控制与保护

仅依靠云端的远程控制会受到诸多因素的影响导致控制失败，比如网络异常导致设备离线、“投入式液位计”采集异常上报错误数据或者直接损坏等导致水池液位溢出或者液位过低，这时就需要现场就地控制保护确保系统的稳定运行。

就地控制的实现需要利用设备IO的相互逻辑，这就是使用MA01-AXCX4040的原因，首先它支持DI与DO的联动以及该设备采用C型继电器，这样就可以利用设备的DI与DO实现简单的逻辑控制。

基本原理见下图：

利用该原理实现自动控制，其中“手动停止”“手动开启”需要使用脉冲方式；

状态1（正常开启水泵）：设备处于非“低液位”状态触发“手动开启”信号，接触器闭合，接触器的辅助“NO”触点与“手动停止”的常闭触点形成自锁，接触器闭合到“手动停止”信号或者“高液位保护”触发。

状态2（“低液位”保护自动触发）：设备处于“低液位”状态，自动闭合接触器，接触器的辅助“NO”触点与“手动停止”的常闭触点形成自锁，保持接触器闭合到“手动停止”信号或者“高液位保护”触发。

状态3（“高液位”禁用水泵）：设备处于“高液位”状态，“高液位保护触发”使得接触器不受任何启动信号控制，直至“高液位”解除。

为了达到上述控制效果，需要配置MA01-AACX4040的DO1跟随DI1输出，DO2跟随DI2输出，DO3与DO4配置为脉冲输出，如下图所示：

控制系统接线

为了方便演示，仅以接触器闭合代表水泵开启，反之亦然，手中只有1810接触器没有辅助触点拓展，就直接使用其中一路主触头当辅助触点使用（也可以不接运行状态指示）；

火线路径：

零线路径：直接将插头零线与接触器A2触点相连；

浮球开关接线：使用两个按键模拟浮球开关的高低液位，开关的常开触点的一头接MA01-AACX4040的开关量的COM，一端接到DI。

演示

低液位自动开水泵（低于1.2m）:

高液位自动关水泵（高于3.4m）：

高液位警戒线触发（按下连接DI2的按键），强制停止水泵直到高液位警戒解除：

低液位警戒线触发（按下连接DI1的按键），本地自动开启水泵直到触发高液位警戒线或者手动停止：