深控技术工业网关在水务领域的应用

一、工业物联网在水务领域的应用背景与需求

在当今数字化时代，水务行业面临着诸多挑战。给排水系统站点分布零散，运维区域广泛，传统的人工测量水位、流量以及机泵运行参数等方式不仅效率低下，且调度管理被动，难以实现科学性与及时性。随着城镇进程的加速，企业设备装置不断增多，设备独立性强、地理位置分散，运营和维护成本居高不下。设备自动化程度不足，故障反馈与处理依赖人工，易引发紧急事故。同时，设备运行数据的记录与分析手段原始，缺乏完整的实时记录与分析系统，无法满足企业对设备运行时长、电量消耗等数据处理的迫切需求。

为应对这些挑战，将设备接入物联网，实现设备云端监控与管理成为必然趋势。深圳市深控信息技术有限公司基于多年产品研发经验，推出结合SK-IOT物联网云平台与SK-IOT 系列“不需要点表的边缘计算网关”的解决方案，在排水设备远程监控和大数据统计方面取得了良好效果。而深控技术的 “不需要点表的工业网关”，更是以其独特优势，为水务设备数据监测和远程管理带来了新的变革。

二、深控技术 “不需要点表的工业网关”介绍

（一）运作逻辑

智能协议识别与自适应接入：该网关配备智能协议识别引擎，能够自动扫描并解析各类工业设备的通信协议，如常见的 Modbus、OPC UA、Profinet 等。在水务场景中，当连接水泵、水质监测仪等设备时，无需人工手动配置点表，即可自动完成设备绑定与数据标签映射。例如，在某自来水厂，网关连接新安装的水泵后，迅速识别其运行状态、转速、能耗等关键参数，并将这些数据直接推送至水务管理系统，极大缩短了设备接入时间。

边缘计算优化数据流：网关内置边缘计算模块，在数据采集阶段对原始数据进行高效预处理。通过数据清洗功能，能够过滤掉异常值与噪声数据，显著提升数据质量；利用数据压缩技术，减少传输带宽压力，仅将关键信息传输至后续系统；并且，通过本地算法实时检测设备异常，如水泵温度超限、振动异常等情况，一旦发生立即触发即时预警。

无线传输与断网续传：基于 4G/5G 通信技术，网关能够将处理后的数据实时传输至云端或本地水务管理系统。在复杂的水务环境中，网络状况可能不稳定，但该网关具备强大的本地缓存功能。当网络中断时，它可暂存数据，待网络恢复后自动续传，确保数据的完整性与连续性，避免因网络问题导致数据丢失。

与水务管理系统的深度集成：网关通过标准接口，如 MQTT、HTTP 等，与水务管理系统实现无缝对接，支持双向交互。一方面，将设备状态、工艺参数、水质数据等实时推送至管理系统；另一方面，接收管理系统下达的远程控制指令，如设备启停、参数调整等，实现对水务设备的精准控制。

（二）产品优势

部署高效性：传统点表配置方式在面对水务系统中众多分散设备时，需逐台设备核对地址，部署一条产线往往耗时数周。而深控技术的无点表网关通过自动识别功能，可将单条产线部署时间大幅缩短至数小时。在某大型污水处理厂的设备升级项目中，使用SK-IOT该网关后，新设备接入时间从原本的 15 天缩短至 2 天，极大提高了项目实施效率。

兼容性与扩展性：该网关支持超过 300 种工业协议，能够兼容西门子、三菱、施耐德等主流品牌设备。在水务行业，不同时期建设的水厂、泵站可能采用不同品牌设备，该网关可轻松适应。同时，它能自适应新增设备或协议升级，有效降低企业后续改造成本，为水务系统的长期发展提供保障。

数据可靠性保障：采用双卡冗余设计，主备 SIM 卡自动切换，确保网络始终稳定。具备工业级防护能力，防尘防水、宽温设计，可适应高温、潮湿、震动等恶劣水务环境，保证设备在各种工况下稳定运行，减少因环境因素导致的数据采集中断风险。

全生命周期管理：支持远程监控与 OTA 升级，可实时诊断设备健康状态，预测潜在故障。通过对设备运行数据的持续分析，提前发现问题并采取措施，减少设备停机时间，降低运维成本，延长设备使用寿命。

三、实施案例及效果

（一）案例一：大型自来水厂设备监控与管理

实施情况：某大型自来水厂拥有众多水泵、电机、水质监测设备等，分布在多个区域。为实现高效管理，部署了深控技术不需要点表的工业网关。网关自动识别各类设备通信协议，实时采集水泵运行状态、电机电流电压、水质关键指标等数据，并通过无线传输将数据上传至水厂监控中心的管理系统。同时，利用网关的边缘计算功能，对数据进行预处理与分析，设置设备异常预警规则。

实施效果：

设备故障预警及时性大幅提升：设备故障预警时间从原来人工巡检发现问题的平均 30 分钟，缩短至网关实时监测下的 5 分钟内，故障率降低了 25%。例如，通过对水泵振动数据的实时分析，提前发现了一次轴承故障隐患，及时维修避免了设备突发故障导致的供水中断。

水质监测与调控更精准：能够实时掌握水质变化，根据水质数据及时调整水处理工艺参数，出厂水水质达标率从 98% 提升至 99.5%，保障了居民用水安全。

运维效率显著提高：运维人员可通过管理系统远程查看设备运行状态，进行远程参数调整与设备控制，减少了现场巡检次数，人工巡检频次减少了 40%，降低了运维成本。

（二）案例二：城市排水管网智能监测与管理

实施情况：在某城市排水管网系统中，部署了深控技术工业网关，连接分布在各路段的液位传感器、流量传感器、水质监测设备等。网关自动识别传感器协议，采集管网液位、流量、水质污染指标等数据，并通过 5G 网络实时传输至城市排水管理中心平台。同时，利用网关的智能分析功能，对管网运行状态进行评估，预测管网堵塞、污水溢流等风险。

实施效果：

管网故障预警与处理能力增强：通过实时数据分析，提前发现管网堵塞风险点，预警准确率达到 85% 以上。在一次强降雨过程中，提前预警了一处易积水路段的管网堵塞，及时采取清淤措施，避免了城市内涝发生，城市内涝次数较去年同期减少了 30%。

排水调度更科学：根据管网流量数据，优化排水泵站运行调度，提高了排水效率，排水能力提升了 20%，有效缓解了城市排水压力。

数据统计与分析更便捷：自动生成管网运行日报、月报等报表，为城市排水规划与管理提供了准确数据支持，数据统计分析效率提高了 50%。

（三）案例三：污水处理厂智能化升级

实施情况：某污水处理厂为提升智能化水平，引入深控技术不需要点表的工业网关。网关接入污水处理厂的 PLC 控制系统、曝气设备、水泵、水质监测仪器等设备，自动识别设备协议，采集设备运行参数、水质处理数据等，并将数据上传至污水处理厂智能化管理平台。同时，利用网关的边缘计算与智能预警功能，对设备运行状态和污水处理效果进行实时监控与分析。

实施效果：

污水处理效果提升：通过实时监测与优化曝气设备运行参数，根据水质变化及时调整处理工艺，污水达标排放率从 95% 提升至 98%，减少了对环境的污染。

设备故障率降低：设备故障预警功能提前发现设备潜在问题，如通过对水泵温度、电流等数据监测，提前预警了水泵叶轮磨损问题，及时维修，设备故障率降低了 30%，延长了设备使用寿命。

能耗降低：基于对设备运行数据的分析，优化设备运行模式，污水处理厂整体能耗降低了 15%，实现了节能减排目标。

四、总结

深控技术 “不需要点表的工业网关” 在水务领域的设备数据监测和远程管理中展现出卓越的性能与优势。通过三个实施案例可以看出，它能够有效提升水务系统的运行效率、可靠性与智能化水平。在设备故障预警、水质监测与调控、排水调度优化、污水处理效果提升等方面均取得了显著成效，为水务行业的数字化转型与可持续发展提供了有力支持。随着 5G、AI 等技术的不断发展与融合，该网关有望进一步集成更多高级功能，如预测性维护、数字孪生等，为水务行业带来更多创新与变革，助力构建更加智慧、高效、可靠的水务管理体系。

审核编辑 黄宇