一、項(xiàng)目背景

在現(xiàn)代城市供水系統(tǒng)中，恒壓供水是確保居民用水穩(wěn)定的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的恒壓供水系統(tǒng)通常依賴人工巡檢和本地監(jiān)控，這種方式存在實(shí)時(shí)性差、效率低、故障響應(yīng)慢等問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，某大型城市供水企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)供水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，提高供水服務(wù)的質(zhì)量和可靠性，采用了基于捷米特JM-WG310-4Gplc遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案，應(yīng)用于其恒壓供水系統(tǒng)中。

二、網(wǎng)關(guān)選型

JM-WG310-4Gplc遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)具備以下優(yōu)勢(shì)，使其成為該項(xiàng)目的理想選擇：

支持多種工業(yè)協(xié)議，如OPCUA、MQTT、Modbus等，能夠與不同品牌的PLC以及各類傳感器、儀表等設(shè)備進(jìn)行無縫連接和數(shù)據(jù)交互。

具有強(qiáng)大的邊緣計(jì)算能力，可在本地對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，如數(shù)據(jù)過濾、壓縮、報(bào)警等，減輕云端服務(wù)器負(fù)擔(dān)，提高數(shù)據(jù)處理效率和實(shí)時(shí)性。

采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，具備高穩(wěn)定性和可靠性，能夠在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，還具備看門狗功能，確保數(shù)據(jù)傳輸不間斷。

配備4G無線通信模塊，可方便地接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。

三、系統(tǒng)架構(gòu)與工作原理

·設(shè)備層：現(xiàn)場(chǎng)的供水設(shè)備包括西門子S7-1200系列PLC、ABB變頻器、壓力傳感器、流量傳感器等。這些設(shè)備分別負(fù)責(zé)控制水泵的運(yùn)行、調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速以及采集供水管道中的壓力、流量等數(shù)據(jù)。

·數(shù)據(jù)采集與傳輸層：JM-WG310-4G無線數(shù)傳模塊通過OPCUA協(xié)議與西門子S7-1200系列PLC連接，無需訪問PLC程序或手動(dòng)配置標(biāo)簽，即可自動(dòng)掃描到PLC中的變量數(shù)據(jù)，如水泵的運(yùn)行狀態(tài)、轉(zhuǎn)速、供水壓力、流量等，并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)還通過Modbus協(xié)議與ABB變頻器連接，采集變頻器的運(yùn)行參數(shù)，如輸入輸出頻率、電流、電壓等。采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)關(guān)的初步處理后，通過4G網(wǎng)絡(luò)上傳至云端服務(wù)器。

·平臺(tái)層：云端服務(wù)器接收并存儲(chǔ)來自網(wǎng)關(guān)的大量數(shù)據(jù)，利用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和挖掘，提取有價(jià)值的信息，如設(shè)備的能耗統(tǒng)計(jì)、故障預(yù)測(cè)、供水趨勢(shì)分析等。同時(shí)，MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還提供數(shù)據(jù)接口，供監(jiān)控中心訪問和查詢。

·應(yīng)用層：監(jiān)控中心的工作人員通過電腦或移動(dòng)終端的監(jiān)控軟件MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)時(shí)查看供水系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，如各水泵的工作狀態(tài)、供水壓力曲線、流量數(shù)據(jù)等，以直觀的圖表、曲線等形式展示。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)，平臺(tái)會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，通知運(yùn)維人員進(jìn)行處理。此外，運(yùn)維人員還可以通過MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向網(wǎng)關(guān)發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和參數(shù)配置，如遠(yuǎn)程啟停水泵、調(diào)整變頻器的運(yùn)行參數(shù)等。

四、實(shí)施過程

1.需求分析與方案設(shè)計(jì)：在項(xiàng)目實(shí)施前，供水企業(yè)的技術(shù)人員對(duì)整個(gè)供水系統(tǒng)的規(guī)模、設(shè)備分布、數(shù)據(jù)采集需求等進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研和分析。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，制定了基于JM-WG310-4G無線數(shù)傳模塊的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)劃、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)設(shè)置等。

2.設(shè)備安裝與調(diào)試：按照方案要求，在供水系統(tǒng)的各個(gè)泵房和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處安裝了JM-WG310-4G無線數(shù)傳模塊，并將其與現(xiàn)場(chǎng)的PLC、變頻器、傳感器等設(shè)備進(jìn)行連接。在安裝過程中，確保網(wǎng)關(guān)的安裝位置符合電磁兼容性要求，避免信號(hào)干擾。完成硬件安裝后，對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行上電調(diào)試，配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、設(shè)備連接參數(shù)、協(xié)議轉(zhuǎn)換參數(shù)等，確保網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及云端服務(wù)器之間的通信正常。

3.數(shù)據(jù)采集與配置：通過網(wǎng)關(guān)的配置界面，添加和配置了與各個(gè)設(shè)備通訊的參數(shù)，如設(shè)備的IP地址、端口號(hào)、協(xié)議類型、寄存器地址等，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、轉(zhuǎn)換和計(jì)算，以便更好地滿足監(jiān)控和分析的要求。

4.云端服務(wù)器對(duì)接與功能開發(fā)：將JM-WG310-4G無線數(shù)傳模塊采集到的數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)上傳至云端服務(wù)器，并在云端服務(wù)器上進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和展示。開發(fā)了相應(yīng)的監(jiān)控界面和功能模塊，如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析與報(bào)表生成、設(shè)備遠(yuǎn)程控制等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)供水系統(tǒng)的全面遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

五、應(yīng)用效果

·提高監(jiān)控效率：工作人員無需再到現(xiàn)場(chǎng)逐一巡檢設(shè)備，通過監(jiān)控中心的終端設(shè)備即可隨時(shí)隨地實(shí)時(shí)掌握供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，大大提高了監(jiān)控效率和工作便利性。

·快速故障響應(yīng)：一旦設(shè)備出現(xiàn)異常或故障，監(jiān)控MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信息，運(yùn)維人員可迅速定位故障設(shè)備和故障原因，并及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，減少了故障停機(jī)時(shí)間，提高了供水系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

·優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行：通過對(duì)采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，企業(yè)能夠了解設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律和能耗情況，從而制定更加合理的設(shè)備運(yùn)行策略和維護(hù)計(jì)劃，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行效率，降低了能耗和運(yùn)營(yíng)成本。

·提升管理決策水平：為供水企業(yè)的管理層提供了豐富的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)，使其能夠更加科學(xué)地進(jìn)行生產(chǎn)管理和資源配置，提升企業(yè)的整體管理水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

六、行業(yè)推薦

·充電樁行業(yè)：充電樁分布廣泛且數(shù)量眾多，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)和充電數(shù)據(jù)。JM-WG310-4Gplc遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)可連接不同品牌和型號(hào)的充電樁，采集充電數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)等信息，并上傳至云端MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，提高充電樁的利用率和運(yùn)營(yíng)效率。

·智能家居與物聯(lián)網(wǎng)：作為智能家居系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，PLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)可以連接家中的各種智能設(shè)備，如智能照明、智能插座、智能家電等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能化場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)，提升家居生活的舒適度和便利性。

·分布式光伏發(fā)電行業(yè)：分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通常具有分布廣、站點(diǎn)多、設(shè)備種類多、管理難度大等特點(diǎn)。JM-WG310-4G無線數(shù)傳模塊可應(yīng)用于該行業(yè)，通過采集光伏板、逆變器等設(shè)備的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能運(yùn)維，提高發(fā)電效率和系統(tǒng)的可靠性。

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審核編輯 黃宇