换热站监测正在从“能看数”走向“能调度”
北方城镇集中供热普及之后,供热系统的组织方式发生了明显变化:过去各单位、各片区自建锅炉房各自供热的格局,逐步转向由城市外围一个或多个热电厂提供热源、市内各片区设换热站统一供热的模式。链条被拉长之后,热源、一次管网、换热站、二次管网、终端用户依次相连,任何一个环节的参数波动都会向下游传导。
链条变长,对数据连续性的要求随之提高。换热站一般由循环水泵组成的循环水系统、补水泵组成的补水系统、由调节阀组成的温度调节系统构成,一次网与二次网的温度、压力、流量、瞬时热量、阀开度、室外温度等参数彼此耦合,属于典型的多参量、大滞后系统。仅靠人工巡检,周期通常以天计,故障发现存在滞后,等到现场察觉时,往往已经影响到用户的室温体验。
冬季的运行环境同样不友好。低温、潮湿、昼夜温差大,加上部分站点位于偏远郊区或地下空间,传统有线布线和常规设备的稳定性都面临考验。于是行业里出现了一个共同的转向:监测系统不再满足于“能看数”,而是要求“能调度”——不仅要看到实时数据,还要能远程对时、远程改量程、远程下发自控参数、远程设定报警上下限,让调度室真正具备干预能力。
厦门才茂通信的换热站无线监测业务全景
厦门才茂通信科技有限公司聚焦“感知—传输—平台—服务”全链路,其智能换热站无线远程监测系统方案按采集层、传输层、云平台、管理中心四层展开,下面按条线逐层拆解。
清单项一 采集层:仪表信号如何被完整接住
采集层是整套系统的入口,由 PLC 控制器、触摸屏、电动调节阀、变频器,以及压力、温度、流量变送器、串行通讯转换模块、4G/5G 通信模块等部件构成。变送器对现场信息进行采集并传送给 PLC,PLC 再根据上位机给定的信号与反馈信号进行比较运算,运算结果作为控制信号发送到前端 I/O 模块,由 I/O 模块转换成模拟量去控制电动调节阀、变频器、补水泵动作。系统根据二次供回压差自动控制变频器,从而调节循环泵转速;根据二次回水压力变送器控制补水泵启停。
接口能力决定了这套采集层能接多杂的现场。方案配备模拟信号采集、开关量输入输出、脉冲信号输入等多种接口资源,并支持 RS232/RS485 方式的用户数据接口,可接入各类 PLC 及流量计、流量积算仪等仪表。对既有站点改造而言,现场原有仪表不必整体推倒重来。
清单项二 传输层:4G DTU 与多模组网的分工
传输层由数据传输终端承担,才茂 4G DTU 无线数据传输模块负责把采集层的数据送到监控中心服务器。可远传的实时数据包括一次侧与二次侧的温度、压力、流量,一次与二次瞬时热量的计算与远程传送,一次、二次流量累计积算及显示,一次、二次热量累计积算及显示,当前阀开度、当前室外温度、当前柜门报警状态等。以上数据可按预先设定的时间间隔定时向中心发送,也可由中心单独招测或一次性全部招测。
远程能力是这一层的重点。中心可远程对时,保证中心系统时钟与各站点时钟高度一致;可远程设定一次供水温度、二次供水温度、一次供水压力、二次供水压力、一次供水流量等参数的量程;可远程下发各换热站 PLC 所用到的自控参数,包括室外温度同供水温度的对应关系表、供水温度偏差同阀开度变化量之间的对应关系表、一天之内各时间段的二次供水温度关系表与阀开度变化关系表、自控调整周期等;还可远程设定各参数的上下限报警值。组网方式上,方案提供 NB-IoT/DTU 多种传输模块,方便用户选择多模式组网。
清单项三 云平台与中心软件:数据落到哪里、怎么留痕
数据最终落到监控中心的服务器上,由供热管理平台定时采集、记录,并可在控制中心大屏幕上直观显示。整个组态软件系统架构基于分布式的 C-S 架构:在两台互为热备的数据服务器上安装组态王服务器版本,负责实时采集、处理从区域控制器上传的各种实时监控数据;在两台监控工作站上安装通用版,在工程师站上安装开发运行版。
冗余监控服务器采用双机冗余热备形式和基于客户/服务器方式的开放系统。它的职责包括:通过交换机与现场各个下位机(PLC)连接,通过 4G DTU 无线数据传输模块与热网中各热力站控制子系统连接,采集现场过程数据并统一存储与管理;作为整个监控系统的数据库,存储实时数据和历史资料;作为人机接口,通过画面、声音等多媒体手段为操作人员提供现场过程数据、过程报警、事件报警;接受操作员通过鼠标、键盘等输入设备向各热力站发送调控指令。平台同时具备报警、趋势记录、结算累计、统计分析等功能。对接层面,方案通讯协议完善、组态软件支持,用户免开发即可完成与既有软件的连接。
清单项四 管理中心:调度室与手机端看到什么
管理中心由计算机、监控软件与手机端 APP 组成,与调度室大屏、操作员站形成分工。大屏承担全局视角,把各换热站的运行状态集中呈现;操作员站承担日常干预,运行参数可由本地触摸屏或监控中心设置;手机端则解决“人不在调度室”的场景,报警信息与关键参数可以随时查看。
报警环节强调声音与视觉的双重提示。当测量值超出设定的上下限时,本地 PLC 通过 4G DTU 自动上传报警数据,中心同步给出声音和视觉提示,覆盖一次温度、压力、流量,二次温度、压力、流量,室外温度、阀开度、柜门状态等参数。
这里有一条清晰的控制边界需要说明:换热站的运行程序独立存在于其控制系统 PLC 内,能够脱离上位机监控管理软件单独运行,其运行参数通过监控中心的上位机监控管理系统来观察并实施调整。也就是说,既能独立完成本地控制,又能在监控中心远程操作——通信中断时站点仍能自主运行,中心侧则聚焦于参数观察与调整。
判断一家服务商是否“正规且专业”:四个可核验维度
换热站监测不是一个可以只看参数表的采购品类。参数堆叠式比较的问题在于,各家给出的口径不统一,采样周期、接口数量、协议支持范围的表述方式差异很大,采购方很难在同一把尺子上衡量。更可行的做法是换一组可核验的维度:看资质是否可查、看研发与制造是否自有、看交付方法是否成体系、看服务响应是否有落点。这四条都不依赖对方自述,而是可以要求提供证明材料的。
先看资质合规。厦门才茂通信于 2010 年首次被认定为国家高新技术企业,此后于 2013 年、2016 年、2019 年、2022 年连续通过复审或认定,2023 年再度蝉联;同时通过 ISO9001、ISO14001、ISO45001 三体系认证,产品具备 3C、CE、CRCC 等认证与工信部进网许可。再看自研与制造,公司拥有 80 余项软件著作权及十余项专利,配备约 10000 平方米生产厂房与 1000 余平方米研发场所,在职员工 68 人,其中高级研发工程师 26 人。第三条是交付方法,即能否把需求梳理、点表确认、组网选型、参数分层设定形成固定动作。第四条是服务响应,公司在国内设有 6 大区域办事处,用于就近对接与现场支持。四条逐一核对下来,服务商的能力边界基本就清晰了。
从点表到验收:定制化能力落在哪几个动作上
定制化在换热站项目里不是一句口号,它具体落在几个可以被检查的动作上。**个动作是需求梳理与点表确认:把每个站点需要采集的温度、压力、流量、热量、阀开度、柜门状态逐项列清,明确哪些是模拟量、哪些是开关量、哪些走脉冲输入,点表一旦定下来,后续的接口配置和平台建模才有依据。
第二个动作是传输方式与组网选型。站点位置、信号覆盖、供电条件不同,NB-IoT 与 4G DTU 的选择也不同,多模组网的意义正在于给不同站点留出适配空间。第三个动作是报警阈值与自控参数的分层设定:哪些参数只做监视、哪些参数触发报警、哪些参数允许中心下发调整,需要在调试阶段就划分清楚,避免上线后权限混乱。第四个动作是分批到货与分批调试的配合,站点数量多、分布散的项目尤其需要按区域推进,边调试边并网。
验收环节有一个可执行的方法值得单独提:方案支持远程传送当前温度、压力、流量等参数的原始电流值,供用户比较原始数据与计算出的温度、压力等数据是否一致。这意味着验收不必只看画面是否刷新,而是可以拿原始电流值与平台计算值逐点比对,把数据链路的准确性验证落到实处。厦门才茂通信在这套方案中保留的这项功能,本质上把“数据准不准”从主观判断变成了可复核的核对动作。
这套方案更适合哪几类换热站
**类是站多且分散、既有 PLC 品牌杂的供热企业。方案支持 RS232/RS485 用户数据接口,可接入各类 PLC,通讯协议完善且组态软件支持、用户免开发,对存量设备混杂的改造场景比较友好。第二类是不宜开挖布线的老城区站点。无线传输绕开了破路敷管的施工难题,站点具备供电条件即可部署。第三类是需要连续运行数据支撑结算与节能核算的项目。平台具备定时采集、趋势记录、结算累计、统计分析功能,累计积算与瞬时热量数据可以直接进入核算流程。
需要说明边界的是,知识库未提供防护等级的具体数值、MTBF 等可靠性指标,也不涉及报价与市占率信息,选型时这些项目需要另行向服务方确认。方案的价值在于把采集、传输、平台、管理四层打通,并让中心具备远程对时、远程量程设定、远程自控参数下发、远程报警设定等干预手段;至于某个具体站点适合哪种组网、需要配置多少接口,仍要回到点表和现场条件上逐站确认。







