一、方案背景

隨著食品加工行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水處理需求持續(xù)增長。傳統(tǒng)污水處理設(shè)備依賴人工現(xiàn)場巡檢和本地PLC控制，存在設(shè)備運行狀態(tài)不透明、水質(zhì)超標(biāo)無法及時發(fā)現(xiàn)、故障停機影響生產(chǎn)、能耗與藥耗統(tǒng)計困難等問題，難以滿足設(shè)備制造商對設(shè)備遠(yuǎn)程運維和客戶增值服務(wù)的要求。

某食品污水處理設(shè)備制造商為提升設(shè)備數(shù)字化服務(wù)能力，計劃對已交付用戶的污水處理設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控，實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)實時上報、水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測、故障集中告警、能耗藥耗統(tǒng)計，為設(shè)備運維管理提供數(shù)據(jù)支撐。

二、前期調(diào)研

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研，本次項目需要采集的設(shè)備及數(shù)據(jù)點位如下：

1、PLC控制器：曝氣池溶解氧、厭氧池ORP、好氧池污泥濃度、回流泵頻率、風(fēng)機轉(zhuǎn)速、閥門開度、運行狀態(tài)、故障代碼等（RS485串口、ModbusRTU協(xié)議）

2、水質(zhì)在線監(jiān)測儀：COD、氨氮、總磷、總氮、pH值、濁度、水溫等（RS485串口、ModbusRTU協(xié)議）

3、智能電表：電壓、電流、有功功率、累計用電量等（RS485串口、DL/T645協(xié)議）

4、智能水表/流量計：進(jìn)水流量、出水流量、累計處理水量等（RS485串口、ModbusRTU協(xié)議）

5、加藥裝置：加藥泵運行狀態(tài)、加藥量、藥液液位、余氯等（RS485串口、ModbusRTU協(xié)議）

三、系統(tǒng)架構(gòu)及選型

1、設(shè)備層：設(shè)備分布于多個廠區(qū)污水處理站點，站點數(shù)量多、分布廣，具備標(biāo)準(zhǔn)通信接口與穩(wěn)定供電條件。根據(jù)現(xiàn)場情況，要求網(wǎng)關(guān)具備至少多路串口和4G上網(wǎng)能力。

2、網(wǎng)關(guān)層：部署工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)WG583，實現(xiàn)PLC控制器、水質(zhì)在線監(jiān)測儀、智能電表、智能水表、加藥裝置等多設(shè)備、多協(xié)議的數(shù)據(jù)采集。采集到的數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)，以MQTT協(xié)議上報至設(shè)備運維管理平臺。

WG583網(wǎng)關(guān)核心特性：

豐富的接口配置：提供兩路RS232/485串口和三個百兆以太網(wǎng)口，支持同時接入多臺RS485設(shè)備實現(xiàn)一對多數(shù)據(jù)采集

多樣的聯(lián)網(wǎng)方式：支持5G RedCap、4G（Cat4/Cat1）、Wi-Fi（AP/STA）、有線以太網(wǎng)等多種聯(lián)網(wǎng)方式

強大的采集能力：內(nèi)嵌主流工控協(xié)議（Modbus、DLT645、PLC等），支持快速采集專利算法，可同時采集多種設(shè)備數(shù)據(jù)

邊緣計算功能：支持智能采集、數(shù)據(jù)過濾、報警觸發(fā)、跳變觸發(fā)、公式計算、分組策略等消除設(shè)備異構(gòu)性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

靈活的云端適配：支持通過MQTT、Modbus、OPCUA、SQL、HTTP等方式接入各類云平臺和工業(yè)軟件

高可靠設(shè)計：內(nèi)嵌軟硬件看門狗，支持?jǐn)嗑W(wǎng)重連、斷點續(xù)傳、異常自恢復(fù)，確保無人值守穩(wěn)定運行

工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)：支持9-36V寬電壓供電，-30~70℃工作溫度范圍滿足戶外惡劣環(huán)境要求

3、平臺層：設(shè)備運維管理平臺接收MQTTJSON報文，解析后對污水處理設(shè)備運行狀態(tài)、溶解氧、COD、氨氮、總磷、總氮、pH值、能耗、藥耗、處理水量等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實時展示，生成趨勢曲線、日報周報，并支持異常告警與歷史數(shù)據(jù)追溯，為運營調(diào)度與設(shè)備維保提供決策依據(jù)。

四、實現(xiàn)功能

運營管理人員無需頻繁往返各污水處理站點，通過電腦或手機即可實時查看污水處理設(shè)備運行參數(shù)與告警信息，顯著提升管理效率。

當(dāng)COD超標(biāo)、氨氮超標(biāo)、總磷超標(biāo)、pH異常、溶解氧不足、加藥泵故障、風(fēng)機過載或流量異常時，系統(tǒng)自動觸發(fā)微信、短信、郵件等告警，提醒及時處理。

系統(tǒng)自動統(tǒng)計各污水處理設(shè)備運行時長、處理水量、能耗、藥耗、水質(zhì)指標(biāo)均值與極值，生成可視化報表，支持按班次、日、月維度導(dǎo)出。

通過物通博聯(lián)設(shè)備管理云，可對工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置、固件升級、日志查看，也能對異地PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程調(diào)試和遠(yuǎn)程上下載程序等操作，降低運維成本。

采集到的數(shù)據(jù)可對接企業(yè)環(huán)保管理系統(tǒng)，為污水處理工藝優(yōu)化、成本核算、設(shè)備維保計劃提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，助力食品污水處理站數(shù)字化轉(zhuǎn)型。