一、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在水務領域的應用背景與需求

在當今數(shù)字化時代，水務行業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)。給排水系統(tǒng)站點分布零散，運維區(qū)域廣泛，傳統(tǒng)的人工測量水位、流量以及機泵運行參數(shù)等方式不僅效率低下，且調(diào)度管理被動，難以實現(xiàn)科學性與及時性。隨著城鎮(zhèn)進程的加速，企業(yè)設備裝置不斷增多，設備獨立性強、地理位置分散，運營和維護成本居高不下。設備自動化程度不足，故障反饋與處理依賴人工，易引發(fā)緊急事故。同時，設備運行數(shù)據(jù)的記錄與分析手段原始，缺乏完整的實時記錄與分析系統(tǒng)，無法滿足企業(yè)對設備運行時長、電量消耗等數(shù)據(jù)處理的迫切需求。

為應對這些挑戰(zhàn)，將設備接入物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)設備云端監(jiān)控與管理成為必然趨勢。深圳市深控信息技術有限公司基于多年產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗，推出結合SK-IOT物聯(lián)網(wǎng)云平臺與SK-IOT 系列“不需要點表的邊緣計算網(wǎng)關”的解決方案，在排水設備遠程監(jiān)控和大數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面取得了良好效果。而深控技術的 “不需要點表的工業(yè)網(wǎng)關”，更是以其獨特優(yōu)勢，為水務設備數(shù)據(jù)監(jiān)測和遠程管理帶來了新的變革。

二、深控技術 “不需要點表的工業(yè)網(wǎng)關”介紹

（一）運作邏輯

智能協(xié)議識別與自適應接入：該網(wǎng)關配備智能協(xié)議識別引擎，能夠自動掃描并解析各類工業(yè)設備的通信協(xié)議，如常見的 Modbus、OPC UA、Profinet 等。在水務場景中，當連接水泵、水質(zhì)監(jiān)測儀等設備時，無需人工手動配置點表，即可自動完成設備綁定與數(shù)據(jù)標簽映射。例如，在某自來水廠，網(wǎng)關連接新安裝的水泵后，迅速識別其運行狀態(tài)、轉速、能耗等關鍵參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)直接推送至水務管理系統(tǒng)，極大縮短了設備接入時間。

邊緣計算優(yōu)化數(shù)據(jù)流：網(wǎng)關內(nèi)置邊緣計算模塊，在數(shù)據(jù)采集階段對原始數(shù)據(jù)進行高效預處理。通過數(shù)據(jù)清洗功能，能夠過濾掉異常值與噪聲數(shù)據(jù)，顯著提升數(shù)據(jù)質(zhì)量；利用數(shù)據(jù)壓縮技術，減少傳輸帶寬壓力，僅將關鍵信息傳輸至后續(xù)系統(tǒng)；并且，通過本地算法實時檢測設備異常，如水泵溫度超限、振動異常等情況，一旦發(fā)生立即觸發(fā)即時預警。

無線傳輸與斷網(wǎng)續(xù)傳：基于 4G/5G 通信技術，網(wǎng)關能夠?qū)⑻幚砗蟮臄?shù)據(jù)實時傳輸至云端或本地水務管理系統(tǒng)。在復雜的水務環(huán)境中，網(wǎng)絡狀況可能不穩(wěn)定，但該網(wǎng)關具備強大的本地緩存功能。當網(wǎng)絡中斷時，它可暫存數(shù)據(jù)，待網(wǎng)絡恢復后自動續(xù)傳，確保數(shù)據(jù)的完整性與連續(xù)性，避免因網(wǎng)絡問題導致數(shù)據(jù)丟失。

與水務管理系統(tǒng)的深度集成：網(wǎng)關通過標準接口，如 MQTT、HTTP 等，與水務管理系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接，支持雙向交互。一方面，將設備狀態(tài)、工藝參數(shù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)等實時推送至管理系統(tǒng)；另一方面，接收管理系統(tǒng)下達的遠程控制指令，如設備啟停、參數(shù)調(diào)整等，實現(xiàn)對水務設備的精準控制。

（二）產(chǎn)品優(yōu)勢

部署高效性：傳統(tǒng)點表配置方式在面對水務系統(tǒng)中眾多分散設備時，需逐臺設備核對地址，部署一條產(chǎn)線往往耗時數(shù)周。而深控技術的無點表網(wǎng)關通過自動識別功能，可將單條產(chǎn)線部署時間大幅縮短至數(shù)小時。在某大型污水處理廠的設備升級項目中，使用SK-IOT該網(wǎng)關后，新設備接入時間從原本的 15 天縮短至 2 天，極大提高了項目實施效率。

兼容性與擴展性：該網(wǎng)關支持超過 300 種工業(yè)協(xié)議，能夠兼容西門子、三菱、施耐德等主流品牌設備。在水務行業(yè)，不同時期建設的水廠、泵站可能采用不同品牌設備，該網(wǎng)關可輕松適應。同時，它能自適應新增設備或協(xié)議升級，有效降低企業(yè)后續(xù)改造成本，為水務系統(tǒng)的長期發(fā)展提供保障。

數(shù)據(jù)可靠性保障：采用雙卡冗余設計，主備 SIM 卡自動切換，確保網(wǎng)絡始終穩(wěn)定。具備工業(yè)級防護能力，防塵防水、寬溫設計，可適應高溫、潮濕、震動等惡劣水務環(huán)境，保證設備在各種工況下穩(wěn)定運行，減少因環(huán)境因素導致的數(shù)據(jù)采集中斷風險。

全生命周期管理：支持遠程監(jiān)控與 OTA 升級，可實時診斷設備健康狀態(tài)，預測潛在故障。通過對設備運行數(shù)據(jù)的持續(xù)分析，提前發(fā)現(xiàn)問題并采取措施，減少設備停機時間，降低運維成本，延長設備使用壽命。

三、實施案例及效果

（一）案例一：大型自來水廠設備監(jiān)控與管理

實施情況：某大型自來水廠擁有眾多水泵、電機、水質(zhì)監(jiān)測設備等，分布在多個區(qū)域。為實現(xiàn)高效管理，部署了深控技術不需要點表的工業(yè)網(wǎng)關。網(wǎng)關自動識別各類設備通信協(xié)議，實時采集水泵運行狀態(tài)、電機電流電壓、水質(zhì)關鍵指標等數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸將數(shù)據(jù)上傳至水廠監(jiān)控中心的管理系統(tǒng)。同時，利用網(wǎng)關的邊緣計算功能，對數(shù)據(jù)進行預處理與分析，設置設備異常預警規(guī)則。

實施效果：

設備故障預警及時性大幅提升：設備故障預警時間從原來人工巡檢發(fā)現(xiàn)問題的平均 30 分鐘，縮短至網(wǎng)關實時監(jiān)測下的 5 分鐘內(nèi)，故障率降低了 25%。例如，通過對水泵振動數(shù)據(jù)的實時分析，提前發(fā)現(xiàn)了一次軸承故障隱患，及時維修避免了設備突發(fā)故障導致的供水中斷。

水質(zhì)監(jiān)測與調(diào)控更精準：能夠?qū)崟r掌握水質(zhì)變化，根據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)及時調(diào)整水處理工藝參數(shù)，出廠水水質(zhì)達標率從 98% 提升至 99.5%，保障了居民用水安全。

運維效率顯著提高：運維人員可通過管理系統(tǒng)遠程查看設備運行狀態(tài)，進行遠程參數(shù)調(diào)整與設備控制，減少了現(xiàn)場巡檢次數(shù)，人工巡檢頻次減少了 40%，降低了運維成本。

（二）案例二：城市排水管網(wǎng)智能監(jiān)測與管理

實施情況：在某城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)中，部署了深控技術工業(yè)網(wǎng)關，連接分布在各路段的液位傳感器、流量傳感器、水質(zhì)監(jiān)測設備等。網(wǎng)關自動識別傳感器協(xié)議，采集管網(wǎng)液位、流量、水質(zhì)污染指標等數(shù)據(jù)，并通過 5G 網(wǎng)絡實時傳輸至城市排水管理中心平臺。同時，利用網(wǎng)關的智能分析功能，對管網(wǎng)運行狀態(tài)進行評估，預測管網(wǎng)堵塞、污水溢流等風險。

實施效果：

管網(wǎng)故障預警與處理能力增強：通過實時數(shù)據(jù)分析，提前發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)堵塞風險點，預警準確率達到 85% 以上。在一次強降雨過程中，提前預警了一處易積水路段的管網(wǎng)堵塞，及時采取清淤措施，避免了城市內(nèi)澇發(fā)生，城市內(nèi)澇次數(shù)較去年同期減少了 30%。

排水調(diào)度更科學：根據(jù)管網(wǎng)流量數(shù)據(jù)，優(yōu)化排水泵站運行調(diào)度，提高了排水效率，排水能力提升了 20%，有效緩解了城市排水壓力。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析更便捷：自動生成管網(wǎng)運行日報、月報等報表，為城市排水規(guī)劃與管理提供了準確數(shù)據(jù)支持，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析效率提高了 50%。

（三）案例三：污水處理廠智能化升級

實施情況：某污水處理廠為提升智能化水平，引入深控技術不需要點表的工業(yè)網(wǎng)關。網(wǎng)關接入污水處理廠的 PLC 控制系統(tǒng)、曝氣設備、水泵、水質(zhì)監(jiān)測儀器等設備，自動識別設備協(xié)議，采集設備運行參數(shù)、水質(zhì)處理數(shù)據(jù)等，并將數(shù)據(jù)上傳至污水處理廠智能化管理平臺。同時，利用網(wǎng)關的邊緣計算與智能預警功能，對設備運行狀態(tài)和污水處理效果進行實時監(jiān)控與分析。

實施效果：

污水處理效果提升：通過實時監(jiān)測與優(yōu)化曝氣設備運行參數(shù)，根據(jù)水質(zhì)變化及時調(diào)整處理工藝，污水達標排放率從 95% 提升至 98%，減少了對環(huán)境的污染。

設備故障率降低：設備故障預警功能提前發(fā)現(xiàn)設備潛在問題，如通過對水泵溫度、電流等數(shù)據(jù)監(jiān)測，提前預警了水泵葉輪磨損問題，及時維修，設備故障率降低了 30%，延長了設備使用壽命。

能耗降低：基于對設備運行數(shù)據(jù)的分析，優(yōu)化設備運行模式，污水處理廠整體能耗降低了 15%，實現(xiàn)了節(jié)能減排目標。

四、總結

深控技術 “不需要點表的工業(yè)網(wǎng)關” 在水務領域的設備數(shù)據(jù)監(jiān)測和遠程管理中展現(xiàn)出卓越的性能與優(yōu)勢。通過三個實施案例可以看出，它能夠有效提升水務系統(tǒng)的運行效率、可靠性與智能化水平。在設備故障預警、水質(zhì)監(jiān)測與調(diào)控、排水調(diào)度優(yōu)化、污水處理效果提升等方面均取得了顯著成效，為水務行業(yè)的數(shù)字化轉型與可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。隨著 5G、AI 等技術的不斷發(fā)展與融合，該網(wǎng)關有望進一步集成更多高級功能，如預測性維護、數(shù)字孿生等，為水務行業(yè)帶來更多創(chuàng)新與變革，助力構建更加智慧、高效、可靠的水務管理體系。

審核編輯 黃宇