一、項目背景

某地農村人居環境整治項目覆蓋多個鄉鎮，共部署多套分散式生活污水處理設施，對各村生活污水進行集中收集與處理。由于站點分布廣、位置偏遠、交通不便，傳統的人工巡檢模式面臨運維成本高、故障響應慢、數據采集滯后等突出問題，設施運營質量難以穩定達標。

為此，項目要求建設統一的物聯網監控平臺，實現以下目標：

各污水處理站PLC、水質監測儀、流量計、水泵風機等設備遠程監控與集中管理

進水流量、出水COD/氨氮/總磷等水質參數、設備運行電流/電壓、能耗等數據實時采集

設備故障或水質超標時自動告警，手機端與電腦端同步通知

通過邊緣計算實現數據本地預處理與聯動控制，確保斷網時核心工藝不受影響

生成設施運行日報/周報，為運維調度與工藝優化提供數據支撐

二、方案解析

經過調研，物通博聯（WideIOT）提供基于工業邊緣計算網關的物聯網解決方案，系統架構分為設備層、網關層、平臺層三個層級：

1. 設備層

各污水處理站現場設備主要包括：

控制系統：西門子PLC（控制提升泵、風機、加藥泵、電動閥等設備）

水質監測儀表：COD、氨氮、pH、溶解氧（DO）、濁度等在線傳感器，采用光學法和電化學法，具備免試劑、免維護、響應快等特點，特別適合戶外遠距離監測場景

計量儀表：電磁流量計、液位計、智能電表（DLT645協議）

輔助設備：格柵機、曝氣風機、污泥回流泵等

2. 網關層

物通博聯分別在各污水處理站部署WG583系列工業邊緣計算網關，該網關具備以下核心能力：

豐富接口：配備3個以太網口和2個RS485/RS232串口，通過網口接入西門子PLC，通過RS485串口接入水質監測儀、流量計、智能電表等設備，實現一對多數據采集

協議兼容：內置Modbus RTU/TCP、DLT645、OPC UA等水務環保專用協議，無縫對接不同品牌PLC及各類儀表，解決設備協議異構難題

多網互聯：支持5G RedCap/4G/WiFi/以太網等多種上網方式，鑒于農村站點有線網絡覆蓋不足，采用4G無線方式將數據上傳至云平臺；支持多網互備與斷點續傳，網絡波動時自動切換鏈路，斷網期間緩存數據，恢復后自動補傳

邊緣計算：內置輕量化邊緣計算引擎，支持數據清洗、過濾、公式運算及本地聯動控制，可在網關終端完成數據預處理，僅上傳有效數據至云端，降低平臺負荷；同時支持在斷網場景下執行本地邏輯（如液位聯動水泵啟停），確保核心工藝不中斷

工業級設計：適應-20℃~70℃寬溫及潮濕、粉塵等惡劣環境，滿足戶外機柜部署條件

3. 平臺層

部署于云端的農污管理平臺接收并解析網關上傳的MQTT數據，實現以下核心功能：

組態監控：以工藝流程圖形式展示各站點運行狀態，包括設備啟停、進出水流量、溶解氧濃度、pH值等實時參數

智能告警：當設備運行參數或水質指標超出閾值時，系統通過短信、微信、郵件等方式自動推送告警信息，實現“線上預警+線下巡護”閉環管理

遠程控制：管理人員可通過平臺遠程啟停設備、調整工藝參數，減少現場維護頻次

報表統計：自動生成設備運行日報、能耗報表、水質達標率分析等，為運維決策提供數據支撐

三、功能效益

快速部署，不改動原有設備：WG583網關具備多協議接入能力，可無縫對接西門子、三菱等主流PLC及各類水質監測儀表，無需更換原有設備、無需停機，即可快速完成現場部署，大幅縮短項目實施周期。

邊緣計算，保障斷網安全：網關內置邊緣計算引擎，支持數據本地清洗與聯動控制。當網絡中斷時，網關仍可依據預設規則（如液位超限自動啟停水泵）維持現場設備正常運行，有效保障農村偏遠站點在網絡不穩定條件下的工藝安全與出水達標。

集中監控，全面掌握設施狀態：管理平臺對各站點實現組態監控與集中管理，管理人員可實時查看進水量、設備運行電流、風機啟停狀態、溶解氧濃度、出水COD及氨氮等關鍵參數，設備出現故障自動告警，大幅降低人工巡檢頻次與運維成本。

能耗監測，支撐降本增效：通過智能電表數據采集，平臺可實現各站點能耗可視化監測與報表管理，生成日/周/月能耗報告，幫助運維團隊識別高耗能設備與工藝環節，優化曝氣、加藥等控制策略，實現節能降耗。

數據驅動，優化運維決策：綜合設備運行數據、水質數據與能耗數據，可計算各站點綜合能耗、單位處理成本、出水達標率、設備完好率等指標，為管理人員制定巡檢計劃、設備更新方案及工藝優化措施提供科學依據，實現從“經驗治水”到“智能管水”的轉型。