一、项目背景
某市排水泵站承担辖区约8万m³/d的污水提升与转输任务，服务范围覆盖多个居民区及工业园区。现有泵站运行主要依赖现场人工巡检与就地操作，监控中心缺乏对泵组运行状态、液位变化、能耗情况及设备健康度的持续监测与系统分析。
为提升泵站运行可靠性、降低运维成本、增强应急响应能力，拟建设一套覆盖"液位感知---泵组控制---能耗监测---运维管理"全环节的排水泵站远程监控物联网系统。核心目标包括：
实现泵站液位、流量、泵组运行参数、能耗数据的实时远程采集与可视化监控。
建立泵组能耗分时分析与设备健康预警机制，支撑节能调度与预测性维护。
故障信息、超限报警自动推送至责任人，配套运维工单系统，实现事件发现、派单、处理、反馈的闭环管理。
提供标准化数据接口，为未来接入城市排水防涝综合调度平台预留扩展能力。
二、方案解析
针对上述需求，数之能采用"工业智能网关+组态云平台"软硬件一体化的物联网架构，系统自下而上分为设备层、网关层与平台层三个层级。
2.1 设备层
现场各排水泵站主要包含PLC控制柜，负责泵组自动轮值、液位联锁启停及变频调节；智能电表通过Modbus协议采集各泵组及辅助设备用电数据；液位计、流量计实时监测集水池液位与瞬时/累计流量；新增感知终端包括泵组轴承温度及振动传感器、有毒有害气体（H₂S、CH₄）检测仪，保障运行安全。各设备层数据通过标准化通信接口汇集至本地采集节点。
2.2 网关层
在每个泵站部署工业智能网关，通过以太网口连接PLC主站，通过RS485串口采集智能仪表、液位计、流量计及各类传感器数据。网关内置丰富协议库（支持Modbus RTU/TCP、Profinet、OPC UA、DL/T645等），可兼容不同品牌PLC及仪表，无需改造现有控制回路。网关支持4G/5G或有线宽带联网，采用MQTT协议将数据加密上传至云端平台，同时具备断网续传功能，确保网络波动时数据不丢失。
2.3 平台层
组态云平台部署于公有云或私有云服务器，统一接收并解析各泵站网关上传数据，核心功能模块如下：
组态可视化监控：平台提供各泵站工艺组态画面，动态展示集水池液位、泵组运行状态（运行/停止/故障）、电流/电压/功率、瞬时流量及累计输送量，支持多泵站"一张图"总览，可任意切换单站详细界面。
远程控制与参数设定：基于严格的用户权限分级（操作员、工程师、管理员），授权人员可通过平台远程下达泵组启停指令、调节变频器频率、修改液位联锁阈值，所有远程操作均记录操作日志，确保可追溯。
智能报表与能耗分析：自动生成泵站运行日报/月报，统计各泵组运行时长、启动次数、耗电量、输送总量等核心指标；综合计算单位输送电耗（kWh/万m³），支持分时段（峰/平/谷）能耗对比分析，为错峰调度与节能改造提供数据支撑。
多维度告警管理：支持液位超限、泵组过载、缺相、欠压、轴承超温、振动超标、气体浓度异常等多类型告警，触发后通过微信小程序、短信、邮件实时推送至值班人员；告警分级处理（一般告警、重要告警、紧急告警），紧急情况自动联动远程停机保护。
运维工单闭环管理：当设备告警触发或巡检发现异常时，系统自动或手动生成运维工单，涵盖故障描述、设备编号、告警值、现场照片等信息；工单经派发、接单、维修、填报维修记录、验收确认等完整流转环节，支持耗材更换登记与维修时长统计，形成运维知识库，持续优化维修策略。
三、功能效益
全域集中监控，提升调度效率：将原先分散、独立的各泵站数据统一接入云端平台，调度中心可实时掌握全部泵站液位、泵组运行及能耗状况，实现远程集中监视与统一调度，应急响应时间大幅缩短。
节能降耗有据可依：通过分时能耗报表与单位输送电耗指标，精准识别高能耗时段与低效设备，支撑错峰运行与变频优化方案制定，预期可降低综合电耗5%~10%。
从被动抢修向主动预警转变：设备轴承温度、振动趋势实时监测，结合告警阈值预判，可在故障发生前发出预警，避免非计划停机；告警即时推送与工单系统联动，故障平均修复时间（MTTR）显著下降。
运维管理标准化、数字化：电子工单替代纸质流转，全过程留痕，管理层可实时查询工单进度、维修质量及耗材成本，为运维人员绩效考核与设备全生命周期管理提供准确数据基础，推动泵站运维从"经验驱动"迈向"数据驱动"。