水肥一体化远程控制系统

一套完全自主可控的水肥一体化远程控制系统：4 路 PVC 一体式电磁阀由 PLC 顺序控制，通过 Modbus RTU（RS485）汇聚，经 4G DTU 上送自建平台（同时支持 MQTT 与 TCP），实现手机/服务端对每一路阀的远程开关、状态监测、故障告警与节能管理。

产品概述

市售 4G 智能阀方案多绑定第三方 APP、数据外流、逻辑不可定制。本方案以"24V 统一母线 + PVC 5 线到位断电阀 + 中盛 ZS 晶体管输出 PLC + 2 路继电器模块 + DTU 上云"为核心，数据与控制权在自有平台，单节点成本约 3000–5000 元，与市售方案相当且可定制、可本地互锁保命。

核心能力

阀控与反馈

• 4 路电磁阀：常闭 NC、24VDC、到位自动断电（静态零功耗），带真实全开/全关无源反馈。
• 换向驱动：每阀 1 块 2 路继电器模块（低电平触发，与 PLC NPN 输出直连），极性换向实现开/关。

安全保护（本地化，断网仍生效）

• 顺序开关（下游→上游）、互锁、单阀动作超时（行程 15s × 1.5 = 25s）必停。
• 真实状态靠反馈触点，不靠"发了指令=开了"。
• 低压保护：23V 禁开阀、DTU 降频；21V 过放保护全系统休眠。

离网供电

• 200W 单晶硅 + MPPT 20A + 24V 50Ah 磷酸铁锂，3 天阴雨设计，满电可撑约 16 天纯待机。
• 峰值电流靠错峰压到单阀级别（≤0.3–0.6A），太阳能轻松负担。

上云与状态判定

• DTU 走 MQTT over TLS + Token 鉴权，RS485 主站轮询或透传两种模式。
• 区分两层在线：DTU 在线 ≠ PLC 在线；平台状态字段同时含 dtu_online 与 plc_online，避免"假在线"漏报。
• 三级故障分级：网络故障 / 设备离线 / 动作故障。

平台联动

• 土壤湿度阈值（如 <30% 开阀、>60% 关阀，留 30% 滞环防抖）经平台规则触发对应阀动作。
• 业务联动放平台、安全保护放 PLC/边缘，断网时保命逻辑依然生效。

技术架构

自建云平台 / 手机 APP
   MQTT Broker + Modbus Master + 告警
        │ 4G 公网（MQTT/TCP）
        ▼
4G DTU（RS485 ↔ MQTT/TCP）
        │ RS485（Modbus RTU 9600/8-N-1）
        ▼
PLC（8DI/8DO 晶体管，Modbus RTU 从站，站号1）
   ├─ DO → 换向继电器 → 4 路电磁阀
   └─ DI ← 阀位反馈

• 实测固件限制：禁用 10H 批量写，统一 逐个 06H 写单寄存器；轮询每帧读 ≤4 个寄存器。
• 平台建模：DTU 可选网关设备，PLC/阀为直连/无状态设备，用 groupCode 按节点分组弥补无父子层级。

为什么选择我们

• 自主可控：数据不外流，逻辑可定制，断网本地保位。
• 真实可靠：阀位反馈 + 超时 + 互锁 + 低压保护层层兜底。
• 离网续航：太阳能方案适配无市电地块。
• 成本可控：单节点 3000–5000 元，BOM 清单公开透明。

部署方式

按方案文档完成供电母线、阀、PLC、继电器模块、DTU 接线后，配置 DTU 的 MQTT 主题与 Modbus 轮询表即可联调。完整接线图、端子定义、通电前检查清单与故障排查见技术白皮书与配套 SLA/sla.md。