在數字化轉型浪潮中,傳統水務行業正面臨一場深刻的變革。某大型水務集團旗下多家污水處理廠和分布式供水泵站,長期依賴三菱FX5U/Q系列PLC構建的自動化控制系統,雖然實現了工藝流程的穩定控制,卻在向智慧化升級過程中遭遇了多重障礙。
核心矛盾集中在協議兼容性上。現場設備采用的三菱CCLKIE協議與上層管理系統的標準以太網(TCP/IP)存在天然壁壘,導致進水流量、水泵頻率、水質參數等關鍵數據被困在"信息孤島"中。調度中心難以實時獲取管網末梢壓力數據,無法動態調整水泵運行頻率;污水處理各環節(格柵、生化池、沉淀池)的參數聯動分析幾乎停滯;設備故障報警依賴人工巡檢,歷史數據依靠手工記錄,既耗費人力又容易出錯。
系統擴展性不足的問題同樣突出。新增的智能水表、水質監測儀等物聯網設備普遍采用Modbus協議,與現有CCLKIE網絡難以直接對接。每次系統升級都需要定制化開發,導致擴展成本居高不下,實施周期長達數月。
針對這些痛點,技術團隊引入了捷米特JM-CCLKIE-TCP協議轉換網關。這款工業級智能設備充當了協議"翻譯官"的角色,既能作為CCLKIE網絡的智能設備站被PLC掃描,又能將采集的數據封裝成標準TCP/IP數據包上傳。其核心功能包括:雙向數據采集(支持D、M、ZR區軟元件讀寫)、邊緣計算(數據預處理、報警生成、緩存分發)、多協議接入(兼容Modbus RTU/TCP等標準協議)。
實施過程分為硬件重構與軟件配置兩個階段。硬件層面,網關通過RJ45接口接入現有網絡,無需改動原有PLC布線;軟件層面,在GX Works3中配置網關為智能設備站,分配專用通信緩沖區,同時在網關配置軟件中建立數據映射表,將PLC的D100-D200地址映射到網關的RwW區。上層SCADA系統通過TCP客戶端連接網關IP,即可解析Modbus TCP或自定義JSON格式的數據幀。
改造后效果顯著。調度中心可實時監控12個泵站的運行參數,通過遠程調控水泵頻率實現15%的能耗降低;污水處理工藝段參數聯動分析效率提升40%;設備故障響應時間從平均2小時縮短至15分鐘;新增物聯網設備的接入周期從3個月壓縮至1周。
該解決方案的價值已超越水務領域。在智慧水利場景中,網關可采集野外站點數據并通過4G/5G回傳,支持防洪調度決策;地下綜合管廊通過網關統一上傳環境監測、安防、排水等子系統數據;新能源場站利用網關實現不同廠商設備的統一監控;生物制藥行業則通過網關確保生產參數與MES系統的無縫對接。
這種工業物聯網網關的核心優勢在于其非侵入式部署特性。無需改造現有PLC系統,通過協議轉換即可打通控制層與決策層的數據通道。其邊緣計算能力可對原始數據進行初步處理,減輕上層系統計算壓力,同時支持多協議接入的特性使其成為物聯網時代的"萬能適配器"。















