四层架构,一条总线串起来

交互、控制、执行、感知四层解耦。换传感器不用改程序,加一组风机不用换系统——这是"可扩展"在工程上的具体含义。

RS485 / CAN / 以太网 Modbus / CANopen 断网本地运行
Layers

每一层负责什么

层间只通过明确的接口交换数据:人看到的是界面,控制器看到的是数值与指令,风机看到的是电压与频率。

L4

交互层 · Interface

触控屏、网页控制台、手机浏览器与开放 API。同一个控制内核,多种呈现方式,现场与远程看到的是同一份数据。

  • 工业触控屏:横竖屏切换、缩放、复位
  • Web 控制台:电脑 / 手机同源,中英双语
  • API 输出与外部 AI 控制:默认关闭,可单独开启
L3

控制层 · Control

策略在这里落地:两组定时、条件联动、间歇启停、渐进投运。所有参数写入本地,掉电不丢。

  • 分组调度:4 组各自独立,互不干扰
  • 策略组合:定时窗口与传感器条件可"且 / 或"
  • 全程留痕:登录、启停、策略变更写操作日志
L2

执行层 · Actuation

变频器接收启停与转速给定,驱动风机电机。单台可单独启停调速,整组可一键投运。

  • 1 组 1 台变频器;多台共用需加进出线电抗器
  • RS485 手拉手串接,每台风机单独寻址
  • 输出电压 / 电流 / 频率回传,形成闭环
L1

感知层 · Sensing

温湿度、TVOC、颗粒物、CO₂、CO、SO₂ 按场景组合,全部挂在同一条 RS485 总线上。

  • 对插型防呆接头,现场安装不接错
  • 传感器可增补,地址化接入不重布线
  • 历史数据按日存储,支持曲线与 CSV 导出
Bus & Protocol

现场有什么线,就接什么线

不绑定单一总线。老厂房用 RS485 最省事,新项目可上工业以太网,跨区域或布线困难时用无线回传。

支持的控制总线

串行总线

RS485

两线手拉手,最远可达千米级,抗干扰好,风机与传感器共用。

现场总线

CAN 总线

多主结构、实时性强,适合节点多、干扰大的场合。

工业以太网

RJ45

接入厂区网络,与 MES / 上位机系统对接更方便。

无线

Wi-Fi / LoRa / Zigbee / 蓝牙

布线困难的区域做数据回传,控制仍以本地为准。

支持的通信协议

Modbus
RTU / ASCII / TCP
CANopen
标准设备子协议
私有协议透传
厂商私有协议透明转发
数字量 / 模拟量
干接点、4–20mA、0–10V
总线布线建议采用屏蔽双绞线,手拉手串联、避免星形分支;变频器动力线与信号线分槽走线,末端按规范加终端电阻。
Topology

从市电到风机,中间有哪几段

动力、控制、监测三条链路分开表达,便于对照现场配电柜与图纸核对。

电源回路
市电进线AC 380V
总配电柜空开 · 接触器 · 保护
分路 1–42.2kW / 路
变频器 1–4一组一台
风机电机550W × 5 / 组
控制信号
传感器组温湿度 / 气体 / 粉尘
RS485 总线对插防呆 · 单机寻址
控制中心PLC / HMI / 上位机
启停 / 调速整组或单台
箱门物理开关本地强制 · 开门优先
监测采集
电量监测三相电压 / 电流 / 功率
变频器输出电压 / 电流 / 频率
电机监测功率 / 温度 / 震动
风量监测8 路 · 实时 m³/h

示意拓扑仅表达链路关系;实际接线、线径与保护整定以现场图纸和设备铭牌为准。

Closed Loop

一条完整的闭环,而不是单向发命令

很多"智能控制"只做到第 3 步。我们把第 4 步的反馈也接回来,才能判断风机到底有没有转、有没有达到预期风量。

采集

传感器按周期上报温湿度、TVOC、颗粒物与气体浓度;电量、风量、电机状态同步刷新。

判断

策略引擎比对阈值与定时窗口,按"任一 / 全部"逻辑决定是否投运,以及投运到第几组。

执行

通过总线向变频器下发启停与转速给定,整组启动或单台调速,输出平滑不冲击电网。

反馈

变频器输出电压、电流、频率与风量实测值回传;异常则触发告警,必要时升级组数或停机保护。

Reliability

现场最爱出问题的四件事,先解决掉

断电、断网、误操作、没人看屏幕。工程可靠性不是靠功能多,而是靠这些边界情况处理得干净。

断电记忆

策略与参数写入本地,恢复供电后按原设定继续运行,不需要人工重新配置。

脱网可控

外网中断不影响本地控制,触控屏照常操作;云端只承担远程查看与通知。

箱门物理开关

柜门上的实体开关提供本地强制操作,检修或调试时不必依赖屏幕与网络。

全程留痕

登录、启停、策略修改、告警确认全部记录,可导出 CSV,便于追溯与交接班。

涉及燃烧、有毒气体或高浓度粉尘的场所,控制系统是通风手段而非安全认证设备。安全联锁、防爆选型与消防联动须按当地规范独立设计与验收。

下一步:看控制策略怎么配

架构决定能不能接,策略决定好不好用。四种控制方式的组合方式与优先级,在下一页展开。