一、項目背景

隨著工業(yè)自動化和能源管理要求的不斷提升，傳統(tǒng)配電室的人工巡檢方式已難以滿足現(xiàn)代企業(yè)對電力系統(tǒng)高可靠性、實時監(jiān)控和遠(yuǎn)程運維的需求。某大型制造企業(yè)在其廠區(qū)內(nèi)部署了多個配電室，負(fù)責(zé)為各生產(chǎn)車間提供穩(wěn)定電力支持。為實現(xiàn)對配電室內(nèi)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障預(yù)警，該企業(yè)決定引入一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)。

該配電室現(xiàn)場部署了西門子S7-1200系列PLC（型號：CPU 1214C AC/DC/Rly），用于采集和控制配電設(shè)備（如斷路器、電壓表、電流互感器、溫控器等）的運行狀態(tài)。為實現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程上傳，企業(yè)選用了捷米特JM-WG310-4G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，通過Http協(xié)議將采集到的數(shù)據(jù)定時推送至客戶端服務(wù)器，實現(xiàn)配電室的遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析。

二、設(shè)備選型與系統(tǒng)架構(gòu)

·PLC設(shè)備：西門子 S7-1200 CPU 1214C AC/DC/Rly，搭配SM 1231模擬量輸入模塊，用于采集電壓、電流、溫度等模擬量信號。

·智能網(wǎng)關(guān)：捷米特 JM-WG310-4G物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，支持4G無線通信，具備以太網(wǎng)口、RS485串口、DI/DO接口，內(nèi)置多種工業(yè)協(xié)議驅(qū)動，支持邊緣計算與本地數(shù)據(jù)處理。

·通信協(xié)議：網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)與PLC連接，采用S7以太網(wǎng)協(xié)議采集PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)，并通過Http POST協(xié)議將數(shù)據(jù)以JSON格式定時發(fā)送至客戶端Web服務(wù)器。

·客戶端平臺：企業(yè)自建Web平臺，接收Http數(shù)據(jù)包，解析后展示實時數(shù)據(jù)、生成趨勢圖表，并支持報警推送。

系統(tǒng)架構(gòu)如下：

·現(xiàn)場設(shè)備層：西門子PLC + 傳感器 + 斷路器輔助觸點；

·數(shù)據(jù)采集層：捷米特JM-WG310-4G邊緣計算網(wǎng)關(guān)；

·數(shù)據(jù)傳輸層：4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，Http協(xié)議；

·應(yīng)用層：客戶端Web平臺（支持RESTful API接口）。

三、系統(tǒng)配置與調(diào)試過程

1.PLC程序配置

在TIA Portal中，工程師為PLC程序添加數(shù)據(jù)塊（DB1），用于存儲配電室關(guān)鍵運行參數(shù)，包括：

·三相電壓（U_A, U_B, U_C）

·三相電流（I_A, I_B, I_C）

·功率因數(shù)（PF）

·溫度（變壓器溫度、環(huán)境溫度）

·斷路器狀態(tài)（分/合閘）

所有變量均設(shè)置為“保持性”并啟用“可從HMI/OPC訪問”，確保網(wǎng)關(guān)可通過以太網(wǎng)協(xié)議讀取。

2.網(wǎng)關(guān)硬件連接

將JM-WG310-4G無線數(shù)傳網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)口與PLC連接，確保兩者處于同一網(wǎng)段。網(wǎng)關(guān)供電為24V DC，安裝于配電室壁掛箱內(nèi)，具備良好的電磁兼容性。SIM卡插槽插入工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)卡，啟用4G網(wǎng)絡(luò)。

3.網(wǎng)關(guān)參數(shù)配置

通過網(wǎng)關(guān)內(nèi)置的Web配置界面（默認(rèn)IP：192.168.1.100），工程師完成以下配置：

·網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：啟用4G撥號，設(shè)置APN、用戶名、密碼；

·設(shè)備連接：添加西門子PLC設(shè)備，輸入其IP地址（如192.168.1.10），選擇協(xié)議為“S7以太網(wǎng)”，端口默認(rèn)為102；

·變量映射：在網(wǎng)關(guān)中創(chuàng)建變量表，映射PLC DB1中的數(shù)據(jù)，如：

oU_A → DB1.DBD0（Real型）

oI_A → DB1.DBD4（Real型）

oTemp → DB1.DBD20（Real型）

oBreaker_Status → DB1.DBX40.0（Bool型）

4.調(diào)試與驗證

配置完成后，工程師在網(wǎng)關(guān)日志中查看數(shù)據(jù)采集狀態(tài)，確認(rèn)所有變量讀取正常。隨后通過Postman工具模擬客戶端接收數(shù)據(jù)，驗證Http數(shù)據(jù)包格式正確、字段完整。最終，客戶端平臺成功接收到來自網(wǎng)關(guān)的實時數(shù)據(jù)，并正確解析入庫。

四、運行效果與價值體現(xiàn)

系統(tǒng)上線運行后，企業(yè)運維人員可通過客戶端平臺實時查看各配電室的運行狀態(tài)，包括：

·實時電壓、電流曲線；

·功率因數(shù)趨勢分析；

·溫度超限報警；

·斷路器變位記錄；

·歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出與報表生成。

通過該系統(tǒng)的部署，企業(yè)實現(xiàn)了以下價值：

·提高運維效率：無需人工巡檢，即可遠(yuǎn)程掌握配電室運行狀態(tài)；

·故障響應(yīng)及時：溫度、電流異常時，系統(tǒng)自動報警，提前預(yù)防事故；

·數(shù)據(jù)可追溯：所有運行數(shù)據(jù)自動存儲，便于后期分析與審計；

·系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)：后續(xù)可增加更多配電室節(jié)點，僅需部署網(wǎng)關(guān)即可接入平臺。

五、總結(jié)

本案例充分展示了捷米特JM-WG310-4G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)在配電室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的強(qiáng)大應(yīng)用能力。通過與西門子S7-1200 PLC的無縫對接，利用Http協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，不僅簡化了通信流程，也為企業(yè)構(gòu)建輕量級、低成本、易維護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)提供了可行路徑。未來，該系統(tǒng)還可進(jìn)一步擴(kuò)展至能耗分析、預(yù)測性維護(hù)等高級應(yīng)用，助力企業(yè)實現(xiàn)智能化配電管理。

·（具體內(nèi)容配置過程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。）

審核編輯 黃宇