1. 項目背景與目標

在供水、排水、化工、農業(yè)灌溉等諸多領域，水池液位的穩(wěn)定與控制是保障生產生活安全、提高效率、節(jié)約能源的關鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的人工巡檢方式存在數(shù)據(jù)滯后、勞動強度大、無法實時響應等弊端；而獨立的本地PLC控制雖實現(xiàn)了自動化，但缺乏遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析能力，難以實現(xiàn)系統(tǒng)級的優(yōu)化和預測性維護。

本解決方案旨在通過物聯(lián)網技術，構建一個集實時監(jiān)測、智能報警、遠程控制、聯(lián)動邏輯和數(shù)據(jù)洞察于一體的智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)對水池液位的精準監(jiān)控和水泵群的遠程高效調度，最終達到無人值守、安全可靠、節(jié)能降耗的核心目標。

2. 系統(tǒng)總體架構

系統(tǒng)采用成熟的“云-管-邊-端”物聯(lián)網四層架構，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、開放性和可擴展性。

（1）感知層（端）：

設備狀態(tài)采集：通過御控智能網關，采集水泵的運行狀態(tài)（運行/停止/故障）、電流、電壓、頻率（若為變頻泵）等數(shù)據(jù)。

環(huán)境監(jiān)測（可選）：御控網關可集成視頻監(jiān)控、門禁、浸水傳感器等，實現(xiàn)泵房全景安全監(jiān)控。

（2）網絡層（管）：

現(xiàn)場通信：傳感器與御控網關之間采用RS-485（Modbus協(xié)議）或IO硬接線等工業(yè)級可靠方式。

遠程通信：御控網關與云平臺之間采用工業(yè)級蜂窩網絡（4G） 為主，有線光纖或衛(wèi)星通信為備份的冗余傳輸模式，確保數(shù)據(jù)在任何情況下都能穩(wěn)定上傳。

（3）邊緣計算層（邊）：

核心設備：工業(yè)智能網關遠程控制PLC（如西門子S7、羅克韋爾等）。

核心功能：

    1.  協(xié)議解析：將不同品牌的PLC和傳感器協(xié)議（如S7、Modbus、OPC UA）統(tǒng)一轉換為MQTT/HTTP等標準物聯(lián)網協(xié)議。

    2.  邊緣控制：執(zhí)行最關鍵的本地聯(lián)動控制邏輯（如“液位超高自動啟泵，液位超低自動停泵”）。即使網絡中斷，也能保證系統(tǒng)自主、安全運行，這是高可靠性的關鍵。

    3.  數(shù)據(jù)緩存：網絡恢復后，可續(xù)傳中斷期間的歷史數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)完整性。

（4）平臺與應用層（云）：

御控物聯(lián)網云平臺：作為系統(tǒng)大腦，負責海量數(shù)據(jù)的接入、存儲、計算和分析。

SaaS應用：提供御控Web監(jiān)控中心和移動APP，為不同角色（管理員、運維員）提供可視化界面。

核心算法：實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析、趨勢預測、故障診斷和能效優(yōu)化。

3. 系統(tǒng)核心功能

3.1 實時監(jiān)測與可視化

全景看板：以GIS地圖形式展示所有水池和泵站的分布，顏色區(qū)分狀態(tài)。

動態(tài)組態(tài)：通過自定義的工藝流程圖，逼真顯示水池液位高度、水泵運行狀態(tài)、閥門開度、管網壓力等，實時動態(tài)刷新。

趨勢曲線：記錄并展示液位、流量、電流等關鍵參數(shù)的歷史曲線，支持多參數(shù)對比分析。

3.2 智能報警與安全聯(lián)動

多級報警機制：對液位設置多級閾值（如低液位預警、低低液位聯(lián)鎖停泵、高液位預警、高高液位聯(lián)鎖啟泵）。報警信息通過APP、短信、語音等多種方式推送。

3.3 遠程控制與管理

遠程手動控制：授權人員可在任何地點通過電腦或手機APP遠程手動啟停水泵、設置參數(shù)（如變頻器頻率）。

工單閉環(huán)管理：系統(tǒng)自動將報警生成維修工單，派發(fā)給相關人員，并跟蹤處理全過程，形成閉環(huán)管理。

用戶權限管理：根據(jù)不同角色分配不同的操作和查看權限，確保系統(tǒng)安全。

3.4 數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化

耗能分析：精確統(tǒng)計水泵的耗電量，計算單位水量提升能耗，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

預測性維護：通過分析水泵電流、振動等趨勢數(shù)據(jù)，智能判斷設備健康狀態(tài)，提前預警潛在故障。

報表自動生成：自動生成日報、月報、年報，內容包括運行時長、報警統(tǒng)計、能耗分析等，減少人工統(tǒng)計工作量。

4. 方案優(yōu)勢

高可靠性：邊緣計算確保網絡中斷時本地控制不中斷；冗余設計消除單點故障。

高效便捷：7x24小時無人值守，減少人工巡檢成本；遠程操作極大提高響應和處理速度。

決策支持：數(shù)據(jù)驅動決策，實現(xiàn)從“經驗管理”到“精準管理”的跨越。

快速部署：基于云平臺，無需自建機房，建設周期短，后期擴容方便。

5. 典型應用場景

二次供水系統(tǒng)：小區(qū)、商業(yè)樓宇的地下儲水池、水箱液位監(jiān)測及加壓泵控制。

污水處理廠：調節(jié)池、提升泵站、沉淀池等的液位監(jiān)控與泵群聯(lián)動。

工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)：冷卻塔水池、集水井的液位控制與循環(huán)泵管理。

農業(yè)灌溉：大型蓄水池、水源井的液位監(jiān)測及灌溉泵的遠程啟停。

消防水箱：屋頂消防水箱液位的遠程監(jiān)測與報警。

本方案將傳統(tǒng)的PLC控制與現(xiàn)代化的物聯(lián)網技術深度融合，不僅解決了“看得見”和“控得了”的問題，更實現(xiàn)了“控得好”和“管得精”的升華，是相關領域實現(xiàn)數(shù)字化、智能化升級的理想選擇。

審核編輯 黃宇