一、概述
人類早期社會水資源分布不均衡，南方地區(qū)水域豐富，北方地區(qū)水域較為稀缺，是農(nóng)耕社會的普遍問題，與此同時古代的水泵就被發(fā)明出來解決農(nóng)耕問題。隨著現(xiàn)代的發(fā)展，水泵也是不斷的進化，水泵自發(fā)明以來就注定要在我們生活中占據(jù)舉足輕重的地位，不管是農(nóng)村家庭用的井水水泵還是城市小區(qū)的二次供水水泵都與我們的生活息息相關(guān)。而根據(jù)使用環(huán)境及用途的不同水泵又有著十分豐富的類型，如鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、排污泵、雜質(zhì)泵、砂泵、渣漿泵、泥漿泵、污水泵、清水泵、消防泵、增壓泵、耐腐蝕泵等等。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的飛速發(fā)展，水泵特別是泵站設備的遠程控制及運行參數(shù)監(jiān)測被越來越多的廠商及消費者重視。
銳谷智聯(lián)針對水泵業(yè)的發(fā)展趨勢及產(chǎn)品的實際需求，自主開發(fā)出了一系列水泵及泵站設備的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。如網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)的水泵遠程開關(guān)控制模塊、短信、APP的水泵報警器、工業(yè)聯(lián)網(wǎng)的泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)。而本方案則詳細介紹了基于4G通訊技術(shù)的污水泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)架構(gòu)
污水泵站一般可分為兩種：一種是設置于污水管道系統(tǒng)中，用以抽升城市污水的泵站。另一種是設置于污水處理廠內(nèi)用來提升污水的泵站，用以后續(xù)的工藝提供水流動力。但不管是哪種污水泵站，其工作環(huán)境都是極其惡劣的，泵站系統(tǒng)要監(jiān)測的參數(shù)也比較復雜。銳谷智聯(lián)針對污水泵站的這些實際情況，開發(fā)出了一套基于PLC基礎上的基于4G通訊技術(shù)的水泵遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
該系統(tǒng)在環(huán)境適用性及通訊穩(wěn)定可靠型上均采用了工業(yè)級產(chǎn)品設計要求，如設備均采用導軌式安裝方式、環(huán)境適用溫度為-35℃~70℃適用于各種工作及安裝環(huán)境；X300網(wǎng)關(guān)具有斷線自動重連功能，系統(tǒng)通訊采用VPN專用安全通道確保通訊數(shù)據(jù)穩(wěn)定安全等。
污水泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本架構(gòu)如下圖：
污水泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)
銳谷智聯(lián)-污水泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)
在本系統(tǒng)中，邊緣計算網(wǎng)關(guān)作為整套系統(tǒng)的“被監(jiān)控端”，操控平臺為本套系統(tǒng)的“監(jiān)控端”，連接云與X300網(wǎng)關(guān)連接形成系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊的“專用安全通道”。
其中，邊緣計算網(wǎng)關(guān)通過自身協(xié)議與S7-200PLC連接，實現(xiàn)邊緣計算網(wǎng)關(guān)對S7-200數(shù)據(jù)的采集以及對PLC運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，再采用4G通訊技術(shù)，通過“專用安全通道”將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至“監(jiān)控端”。從而實現(xiàn)“監(jiān)控端”對“被監(jiān)控端”實時數(shù)據(jù)采集及實時開關(guān)等操作。
三、產(chǎn)品介紹
邊緣計算網(wǎng)關(guān)
X300是銳谷智聯(lián)自主研發(fā)的專門針對西門子PLC和各種PLC的工業(yè)級網(wǎng)關(guān)。它使用S7協(xié)議直接采集PLC的數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)西門子S7-200的上傳下載。
該模塊使用簡單方便，對用戶完全透明，無需在上位機和PLC中添加任何程序和驅(qū)動，安裝后立即可以使用。
銳谷智聯(lián)自主研發(fā)的X300邊緣計算網(wǎng)關(guān)與在現(xiàn)場控制設備自動運行的可編程序控制器（PLC）進行安全通信，PLC在控制設備運行的同時，作為“云監(jiān)控”中的“被監(jiān)控端”，自動采集所控設備的運行狀態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)（如地理位置信息，相關(guān)的溫度、壓力、流量等），并通過網(wǎng)絡將這些信息發(fā)送到“監(jiān)控端”，同時接受“監(jiān)控端”的指令認證后運行。模塊支持斷線重連、異?；謴汀⑾到y(tǒng)的自監(jiān)控，確保通訊穩(wěn)定。
設備自帶各種端口。分別為百兆全雙工LAN口、百兆全雙工WAN口、RS232/RS485串口、4G天線端口及WIFI天線端口。LAN口及RS422串口的主要目的是與PLC等設備通訊，實現(xiàn)對PLC等設備數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)控。WAN口、4G、及WIFI的作用是通過有線或無線方式實現(xiàn)設備與互聯(lián)網(wǎng)的通信。設備支持4G全網(wǎng)通，WIF功能在實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)通信的同時，還可供現(xiàn)場操作人員與設備建立無線鏈接。
