绝大多数的水处理厂在修建时，自动化的成本还相当高，因此，许多处理厂只安装了极少数的仪器并仍然依靠人工收集数据。然而，随着相关指令及可用性要求的日益严格，以及对操作员工作量的考虑，人工操作变得不合时宜了。所以，处理厂、泵站等都在利用第二层自动化仪表升级成为更加智能的工厂。和许多其它行业一样，水处理行业发现，无线仪表是对现有工厂进行升级的一个便利途径。

智能水处理厂

许多的水处理厂在修建时，由于4~20 mA线缆与开/关信号线缆以及其它附加仪表的系统I/O卡运行成本较高，因此仅安装了基本仪表。有些工厂仍然依靠人工收集泵振动、压缩机、鼓风机、功耗以及阀门线路等数据，有时甚至根本不收集数据。

现场总线MOV的IDM软件仪表板(来自EDDL)

泵振动

水处理厂用泵将水输送至不同的处理阶段并将已处理的水排放出厂。便携式振动测试仪对泵轴承进行定期检查。红外线测温枪则用于检查过热。然而，便携式数据收集的频率较低，因此潜在的振动问题可能会被忽略。人工数据收集的效率较低，当泵站位于偏远位置时，更是如此。WirelessHART振动变送器每小时报告一次轴承情况，可提早发现较弱的信号。从而依据实际情况安排维修。由于振动传感器为非侵入式，因此可在运行过程中对泵机进行升级。摆脱了人工检查与数据收集的麻烦，降低了成本。同时还可检测滤网堵塞、出口压力高等问题。

压缩机和鼓风机

同样，向曝气池供气的压缩机或鼓风机曾经一直采用人工方式定期检测。而无线变送器则可对轴承、电机、阀组等部件的振动及温度情况进行连续监测。

阀开度

手动阀门的位置不正确导致了许多起事故，不当的手动阀门布置也会造成处理剂输送错误。经常开关的手动阀门可安装WirelessHART位置变送器，为操作员提供阀门实际位置的反馈，使其更好地了解位置情况，减少错误发生。此信息可纳入联锁中，防止泵机启动。另外，操作员还可从闸门位置反馈中受益。

人工数据收集

振动、温度、压力及液位变送器减轻了维护人员收集数据的负担。工厂升级审计中的一个步骤是检查剪贴板日志表，以便了解哪些点应该进行自动化改造。水质情况需报告给地方当局，饮用水可能包含pH值、氯、臭氧及混浊度等内容;对于废水而言，还包含微生物的生物活性。工厂可以部署使用本地电源的有线变送器进行自动化改造，但应通过WirelessHART适配器进行无线信号传输，从而不再需要信号线和系统输入卡。

紧急安全喷淋器和洗眼站

水处理厂设有专门存储和处理危险化学品的区域，这些区域应安装紧急安全喷淋器和洗眼站。然而，许多工厂中的安全喷淋器和洗眼站未与控制系统连接，因此激活时不会报警。一个人在遇险时可能无法通过对讲机求助，无线电设备在潮湿情况下也无法确保正常工作，而且遇险人员还有可能无法描述正在使用哪个喷淋器。因此，各行各业的工厂都开始在尚未进行监测的安全喷淋器和洗眼站上安装接近开关和无线离散变送器。报警可以使操作员快速发现安全喷淋器状态及其具体位置，便于急救机构为遇险人员提供帮助。

能源管理

电机等电气设备在不使用时仍然处于运行状态或运行速度比需要的速度快时，就是浪费能源。曝气系统泄漏以及不生产时阀门依然打开，会浪费电力资源。如今，大多数工厂只凭借电力进入工厂界区的单一仪表对耗电量进行监测。单个设备的耗电量可能由相关人员使用钳表进行定期检查，而相关数据则在Excel电子表格中进行人工编辑。因此，根本无法清楚地了解某些设备的耗电量是否超过正常水平，或者某些设备是否在不需要时依然运行。仅通过查看整个工厂的能耗，不能确定问题所在，因此也就无法进行改善与维持。在大多数现场，负责能耗的人员无法获得推动能源管理实践，降低能耗所需的信息。

很多行业的工厂都在采用ISO50001能源管理实践，这就需要比以前更加细致地监测工厂内的能量流量。例如，监测每个工厂区域单元，甚至每台设备的重载耗电量，如大型的泵电机、空气压缩机、鼓风机以及泥浆脱水离心机等。未实施此类功率测量的现有工厂可利用无线电表来完成测量。

其他需要监测的能源流还包括氯气。在工厂区域与设备层面使用附加的电表以及流量计，配合能源管理信息系统(EMIS)，工厂操作员可对厂区的能源消耗及损耗情况进行更为精确的管理，从而得出各个加工阶段的能耗并与工厂产能进行比较，检测异常消耗。

阀门自动化升级

处理厂有很多电动执行机构——电动阀门(MOV)。每个MOV有16个或以上的控制及反馈信号，这些信号需要与控制系统进行整合，以便使MOV的性能得到充分利用。然而，由于硬接线以及4~20 mA和I/O卡的成本较高，因此仅连接了部分信号。结果，处理厂也只能使用MOV的部分性能。由于4~20 mA和开/关信号的限制，处理厂首先放弃了硬接线信号并开始使用数字通信释放了MOV的全部功能。几十年前随着专有网络的使用，标准PROFIBUS或FOUNDATION现场总线TM被采用。

一些处理厂依然利用专有网络对MOV进行整合。然而，专有解决方案与控制系统进行整合相当复杂，要使用网关、中间网络、接口及驱动器。而且，专有技术会造成对单一供应商的依赖，无法使用其他供应商的MOV。

现在，处理厂使用标准的MOV网络进行升级，而非硬接线或专有协议。这不仅可以使处理厂的MOV充分起效，工厂也可以从专有协议中解脱出来。仪表和控制工程师可以集中访问MOV诊断功能，如：扭矩、电机温度等。

用于整合MOV的二线制总线还可连接流量计和控制分析仪。智能设备管理(IDM)软件用于管理雷达液位变送器，控制阀还可用于管理MOV和二线制智能开/关阀。

工业物联网

一旦泵、压缩机或鼓风机装配了仪表，其运行状况便可由工作人员“在一定的前提条件下”进行监测。同时，以太网连接还开启了新的可能——设备的健康状况可在厂外进行监测。例如，一座城市、甚至一个国家多间工厂内的设备可在专门负责设备健康的中央工程办公室进行监测。另一种业务模式是每个设备的制造商或第三方服务提供商对工厂内的设备进行监测，按月收取服务费。此类服务已经用于改善能源效率及工厂可靠性方面。还可针对控制阀、MOV及分析仪提供服务。通过以太网远程访问传感器及执行机构等“物体”的协议类型被称为物联网(IoT)，在工业环境中称为工业物联网(IIoT)。需要注意的是，包含在此类远程监测服务中的传感器既可以物理地也可以逻辑地与工厂控制系统分离。而且，由于这是一种与控制或安全无关的资产监测系统，系统停机时间不会对水的安全性或质量造成影响。最后，通过该系统收集的数据也是如此，过去通常由第三方出于维保目的进行人工收集。也就是说，过去工厂并未获取此类数据。

平衡供水网的进水量和出水量是检测泄漏的一个方法，同时还能确保配水管网的完整性。流量可在制水点、所有管网分支以及每位消费者处进行测量。每月读取一次水表，计算数字，将花费很长的时间才能发现泄漏。而且，除非针对管网的各个分支进行测量，否则很难确定具体的泄漏点。为了快速检测并确定泄漏点，沿管网及消费者处安装更多的流量计，以便对流量进行实时监测及平衡。添加传感器可监测水质。新加坡的用水大户，如工厂需要对其用水情况进行报告。未来，这种报告也将在其它国家广泛开展，并有可能越来越频繁，最终实现实时测量，而且还会应用于中小型用户。人工进行此类报告是不现实的，必须利用传感器和网络实现自动化。在不久的将来，工业物联网将推动此类传感器的广泛应用，实现更好的水网管理。

水管理 4.0

现有的水处理厂可以使用无线及现场总线技术进行升级，以满足目前及未来的要求。从升级审计开始，找到需要更新的缺失测量项，使工厂更加智能化，为工业物联网及Industry 4.0做好准备。工厂越智能，安全性和效率就更高。