在水资源需求持续增长的背景下，取水、送水与水处理的多环节、高能耗特点，使“看得见、算得清、控得住”的用电数据成为老旧水厂转型的第一抓手。本文给出一套面向老旧水厂的分阶段改造路线与技术架构：以非侵入式快速接入为起点，构建边缘汇聚与协议统一的“数据底座”，叠加能耗分析与运维协同的业务应用，最终实现从“无数据”到“有数据、会分析、能优化”的智能化跨越。

1. 背景与目标

挑战：老旧水厂普遍存在电表缺失或型号混杂、通信链路不统一、数据孤岛、人工抄表滞后等问题，难以支撑精细化控能。

目标：以最小停产影响、最低接入成本，完成全量关键点位用电数据的实时采集、可信传输、集中存储与增值分析，并与既有自控/生产系统协同，驱动节能降耗与安全提升。

2. 需求分析

2.1 数据采集

设备参数：电压/电流/功率/功率因数/电能等；

设备状态：泵机启停、频率/阀位、保护动作；

工艺参数：流量、压力、水位、浊度等（用于能效关联分析）。

2.2 实时监测

多维可视化（总览驾驶舱、分厂/分区看板、单设备曲线）；

报表中心（日报/周报/月报，支持班组核算）。

2.3 数据分析

单位产水能耗（kWh/m³）与班组/工艺段对比；

设备能效评估与排名（泵工况点-效率曲线比对）；

基准/标杆对比与节能空间测算。

2.4 报警与预警

阈值、趋势、环比、复合逻辑（如“功率跃迁+工况异常”）；

预警分级与闭环（告警→工单→处置→复盘）。

2.5 系统集成

与PLC/SCADA、生产管理、运维管理系统互联互通；

支持南向多协议，北向标准接口（OPC UA/MQTT/REST）。

3 .老旧水厂的典型痛点

无感：关键回路未装表，或仅总表；

不通：RS-485、开关量、自定义报文并存，网段割裂；

不准：采集频率与时间基准不一致，数据对账困难；

不稳：链路老化、干扰大，易丢包；

不可用：有数据但无法形成可用指标与决策闭环。

4 .“从无到有”三阶段实施路径

Phase 0：盘点与快装

资产普查与“一张图”点位清单；

关键回路分体式互感器（开口式CT/Rogowski）+便携采集器快速挂接（不停电或短停）；

先覆盖“80%能耗”的20%关键点位（取/送水主泵、鼓风机、加药、压滤等）。

Phase 1：边缘汇聚与协议统一

边缘网关（工业网关/智能DTU）：Modbus RTU/TCP、IEC 60870-5-104、OPC DA/UA等协议适配；

本地缓存与补采（Store-and-Forward）、时钟统一（NTP/PTP）；

   ·有线（以太网/光纤）与无线（4G/NB-IoT/LoRaWAN）混合接入，分区分层组网；

   ·数据治理：标签命名规范、采样周期与质量位（Quality Bit）定义、校准与审计。

Phase 2：平台上线与业务闭环

云/本地一体化能耗平台：时序存储、指标建模、可视化驾驶舱；

能效应用：单位产水能耗、泵组调度优化、低功率因数治理建议；

运维应用：告警联动工单、巡检NFC、备件与台账；

效益固化：节能项目看板、基准更新、年度复盘。

5 .关键子系统（与老旧场景的落地要点）

5.1 电力监控

柜级/回路级量测与遥信、遥控；配电室温湿度/烟感/水浸/有害气体联动排风。

建议：核心母线与主馈线优先上表，泵房回路细分到泵机粒度。

5.2 电能质量监测与治理

暂降/暂升/谐波/不平衡记录与溯源，输出治理建议（无功补偿、滤波、相序优化）。

5.3 电动机健康诊断

运行状态、起停次数、合闸电流、负荷变化率、绕组温升与振动趋势；

构建“热-机-电”联合健康模型，支持劣化早期预警。

5.4 电气消防

漏电、温升、弧光、过载、接触不良多参量监测；与消防系统干接点/联动。

5.5 能源管理—能耗分析

指标库：SEC（kWh/m³）、kWh/吨药、kWh/千Nm³风量、功率因数、峰谷占比；

场景：泵组并联/轮换策略优化、VFD（变频）节能评估、夜间低负荷策略。

5.6 智能照明

运行监测、远程集中控制、场景/定时、与消防/保安联动；地下厂房降本显著。

5.7 充电桩与分布式光伏

充电全流程监测与历史溯源；

光伏一次接线与组串实时/历史数据，纳入综合能耗平衡。

5.8 报警与运维管理

多级阈值（告警/预警/提示）、复合触发（电参+工艺）、静默时段与消警规则；

工单闭环：派发、到位（NFC/定位）、处置、验收、知识沉淀。

6. 选型与改造清单（示例）

计量与感知：多功能电表（0.5S级）、电能质量分析仪、分体式CT/罗氏线圈、电机保护器、振动/温度、流量/压力；

通信与边缘：工业网关/通讯管理机（协议栈丰富、断点续传、远维能力）；

平台：时序数据库、可组态驾驶舱、规则引擎、报表引擎、工单与巡检APP；

配套：UPS、工业交换机、屏柜改造与端子整顿、线缆桥架与接地。