許多供熱企業(yè)在推進(jìn)換熱站智能化改造時(shí)面臨這樣的現(xiàn)實(shí)：站內(nèi)大量設(shè)備仍在壽命期，直接全部更換不僅成本高昂，而且造成資源浪費(fèi)。因此，如何最大程度利用現(xiàn)有設(shè)備，通過(guò)局部升級(jí)和系統(tǒng)集成來(lái)賦予換熱站“智慧大腦”，成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。本篇河南仁泰將圍繞這一話題，探討在不更換全部設(shè)備的前提下，實(shí)現(xiàn)換熱站智能化的方法和要點(diǎn)。
利舊基礎(chǔ)上的智能化改造思路
引入PLC控制系統(tǒng)作為核心：老舊換熱站實(shí)現(xiàn)智能化，核心是要有一個(gè)能夠自動(dòng)決策和協(xié)調(diào)控制的“大腦”--PLC控制柜，它正是這樣可靠的核心控制設(shè)備，其持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行和環(huán)境適應(yīng)能力非常適合供暖季長(zhǎng)時(shí)間不間斷工作。通過(guò)在換熱站增設(shè)PLC及配套的人機(jī)界面(HMI)，取代原先的人工控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱站各關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制。PLC可接管一次網(wǎng)、二次網(wǎng)的供回水溫度調(diào)節(jié)，循環(huán)泵和補(bǔ)水泵的啟停及轉(zhuǎn)速控制，換熱器進(jìn)出口閥門開度調(diào)節(jié)等功能，按照設(shè)定的控制策略自動(dòng)運(yùn)行。一旦PLC控制柜上線，整個(gè)換熱站各管網(wǎng)參數(shù)即可維持在預(yù)定范圍內(nèi)，無(wú)需人工頻繁干預(yù)。此外，PLC還能通過(guò)通信模塊將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到供熱公司后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)度。因此，僅通過(guò)加裝一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，就為舊換熱站賦予了智能運(yùn)行的“中樞神經(jīng)”。
增設(shè)傳感器和儀表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化：智能化的前提是信息采集到位。在不大幅更換管路設(shè)備的情況下，可以在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)加裝各種傳感器，實(shí)時(shí)獲取換熱站運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。例如，在一次網(wǎng)、二次網(wǎng)的進(jìn)出口管道安裝高精度溫度傳感器和壓力變送器，監(jiān)測(cè)供回水溫度和壓力；在二次網(wǎng)回水總管加裝流量計(jì)，統(tǒng)計(jì)供熱流量；在補(bǔ)水箱液位計(jì)或壓力計(jì)獲取水箱水位或壓力信息；室外安裝溫度傳感器獲取環(huán)境溫度等。這些傳感器構(gòu)成換熱站的“感覺器官”，將數(shù)據(jù)接入PLC或遠(yuǎn)傳儀表。河南仁泰換熱站控制系統(tǒng)中，就通過(guò)高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控水溫，并自動(dòng)調(diào)節(jié)維持設(shè)定溫度范圍。各類遠(yuǎn)傳儀表的加裝使原本“黑箱”運(yùn)行的換熱站變得透明可視，為實(shí)現(xiàn)智能控制打下基礎(chǔ)。同時(shí)，對(duì)已有但功能落后的測(cè)量?jī)x表進(jìn)行升級(jí)改造也是關(guān)鍵，例如把原有指針式壓力表替換為帶4-20mA輸出的數(shù)字壓力變送器，以便PLC讀取數(shù)據(jù)；將機(jī)械溫控器升級(jí)為數(shù)字溫度傳感器等。這些措施無(wú)需更改管路主體，卻能顯著提升數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和豐富度。
改造執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可控化調(diào)節(jié)：智能化不僅要求“看得到”，還要求“調(diào)得了”。因此，需要檢查換熱站內(nèi)的執(zhí)行器配置，對(duì)不具備自動(dòng)控制能力的設(shè)備進(jìn)行改造或更換。例如：老舊換熱站的二次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥如果是手動(dòng)閥門，需要更換為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或在原閥門上加裝電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其可以接受PLC的控制信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)開度。循環(huán)泵和補(bǔ)水泵若原先采用工頻直接啟動(dòng)運(yùn)行，則可以加裝變頻器，將其改造為變頻調(diào)速控制。通過(guò)變頻驅(qū)動(dòng)，水泵轉(zhuǎn)速可根據(jù)實(shí)時(shí)熱負(fù)荷需求自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)既滿足供熱量又節(jié)約電能的目標(biāo)。實(shí)踐表明，給原有定速泵增加變頻控制模塊是一種投入小、回報(bào)高的節(jié)能改造方式，無(wú)需更換整臺(tái)泵卻可大幅降低泵電耗。此外，對(duì)于鍋爐或板式換熱器的一次側(cè)調(diào)節(jié)閥，也可考慮安裝智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次網(wǎng)流量的精確控制，避免供熱過(guò)剩浪費(fèi)?？梢钥吹剑诓淮髣?dòng)干戈更換主體設(shè)備的情況下，通過(guò)增設(shè)或替換關(guān)鍵的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，就能使換熱站具備自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。河南仁泰提供的換熱站控制系統(tǒng)方案中強(qiáng)調(diào)，通過(guò)對(duì)循環(huán)水泵啟停和變頻的智能控制，根據(jù)實(shí)時(shí)需求調(diào)節(jié)流量，從而優(yōu)化能源使用效率——這正是通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改造實(shí)現(xiàn)智能節(jié)能的典型例子。
通訊聯(lián)網(wǎng)與平臺(tái)接入：要讓多個(gè)智能換熱站協(xié)同工作并接受中心管理，還需要將它們聯(lián)網(wǎng)接入供熱調(diào)度平臺(tái)。因此，在每座換熱站的PLC控制柜中都應(yīng)配置通訊接口（如以太網(wǎng)、RS485/Modbus等）或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，將站內(nèi)數(shù)據(jù)傳送到上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。在改造中，可以利用現(xiàn)有的供熱專網(wǎng)、光纖，或者通過(guò)4G工業(yè)路由器將數(shù)據(jù)加密后傳輸至云平臺(tái)。這一步驟不涉及管網(wǎng)設(shè)備更換，但極大拓展了系統(tǒng)功能——改造后的換熱站可被納入整個(gè)智慧熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守和遠(yuǎn)程監(jiān)控。比如為某舊換熱站加裝一臺(tái)工業(yè)智能遠(yuǎn)程控制終端，接入PLC后通過(guò)云平臺(tái)中轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心對(duì)該站的數(shù)據(jù)監(jiān)視和控制。只需增加一個(gè)小小的通訊終端設(shè)備，就讓老換熱站具備了與現(xiàn)代智慧供熱平臺(tái)對(duì)接的能力。河南仁泰的換熱站控制系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的RS485總線和以太網(wǎng)接口，甚至內(nèi)置GPRS無(wú)線通訊模塊，可靈活接入各種監(jiān)控中心，方便遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)。這些通訊功能的引入，為老站融入新型智慧供熱網(wǎng)絡(luò)提供了可能。
保留舊設(shè)備的挑戰(zhàn)與對(duì)策
挑戰(zhàn)：新舊設(shè)備接口和邏輯的兼容。 老舊換熱站智能化改造的難點(diǎn)之一，在于必須保留部分原有設(shè)備并將其集成到新的控制系統(tǒng)中。這會(huì)帶來(lái)設(shè)備接口不匹配、控制邏輯沖突等挑戰(zhàn)。例如，舊式傳感器輸出信號(hào)可能與PLC輸入要求不一致（電壓型 vs 電流型），老式執(zhí)行器可能只能開關(guān)控制而無(wú)法連續(xù)調(diào)節(jié)，或者原有鍋爐房控制器與新PLC間存在通訊協(xié)議不同步的問(wèn)題。如果處理不當(dāng)，可能出現(xiàn)新系統(tǒng)發(fā)不出有效指令或讀取不到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的情況。
對(duì)策：模塊化設(shè)計(jì)與接口適配。 針對(duì)上述兼容性難題，工程上通常采用模塊化和接口轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)思想來(lái)解決。具體措施包括：引入信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊（如電壓轉(zhuǎn)4-20mA模塊、Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)等）將舊設(shè)備信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC可識(shí)別的格式；使用繼電器中間環(huán)節(jié)來(lái)隔離新舊系統(tǒng)，例如PLC控制通過(guò)繼電器去驅(qū)動(dòng)原有的大功率接觸器線圈，以保護(hù)PLC輸出并適應(yīng)原設(shè)備的線圈電壓等級(jí)；在控制邏輯上，充分研究原系統(tǒng)控制順序，在PLC程序中予以復(fù)現(xiàn)或優(yōu)化，避免新控制策略與舊設(shè)備固有功能發(fā)生沖突。如果原系統(tǒng)有一些自帶控制的部件（比如帶恒溫控制器的換熱機(jī)組），需要決定是將其改為完全由PLC接管，還是與PLC配合使用，防止出現(xiàn)雙方同時(shí)控制一臺(tái)設(shè)備的沖突。在河南某換熱站改造項(xiàng)目中，工程師采用了接口適配器和協(xié)議網(wǎng)關(guān)等技術(shù)手段，成功兼容了老舊設(shè)備與新PLC系統(tǒng)的對(duì)接，確保新系統(tǒng)與舊設(shè)備能夠順暢通信、協(xié)同工作。這樣的模塊化改造方式避免了對(duì)老設(shè)備的大拆大換，在節(jié)約成本的同時(shí)，解決了新舊系統(tǒng)融合的問(wèn)題。
挑戰(zhàn)：舊設(shè)備性能局限與可靠性。 另一現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是，保留下來(lái)的舊設(shè)備性能可能達(dá)不到智能化控制的要求。比如舊泵效率低、頻繁啟停壽命有限，舊閥門調(diào)節(jié)精度差、響應(yīng)慢，舊控制柜元件老化可能偶發(fā)故障等。這些都會(huì)影響智能化改造的最終效果。
對(duì)策：局部升級(jí)與冗余備份。 針對(duì)性能瓶頸，可對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行局部升級(jí)而非全部更換。例如：在保留老泵機(jī)組的情況下，加裝旁路和軟啟動(dòng)/變頻，降低啟停沖擊，延長(zhǎng)其壽命；對(duì)容易出故障的測(cè)量元件做冗余備份安裝（如關(guān)鍵點(diǎn)位同時(shí)裝兩只傳感器，一用一備，提高數(shù)據(jù)可靠性）；對(duì)老舊控制柜內(nèi)的陳舊元器件（斷路器、接線端子等）進(jìn)行必要的更新?lián)Q新，以防因小部件老化導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。此外，通過(guò)PLC編程實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的輪換運(yùn)行（如雙泵輪值啟停），也可以減少單臺(tái)舊設(shè)備的負(fù)荷集中度，提升整體可靠性。總之，堅(jiān)持“能用則用、該換則換”的原則：充分利用完好設(shè)備，但對(duì)那些影響系統(tǒng)穩(wěn)定的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)予以改造或增加備份措施。經(jīng)過(guò)這樣的處理，一個(gè)老換熱站即使沒有全盤換新設(shè)備，也能以可靠的姿態(tài)承擔(dān)起智能運(yùn)行的使命。
總結(jié)
河南仁泰電氣具備豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)儲(chǔ)備，能夠針對(duì)每個(gè)老舊換熱站的獨(dú)特情況制定定制化的智能化改造方案。其工程團(tuán)隊(duì)會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面評(píng)估，包括設(shè)備接口、控制要求等，然后采用模塊化設(shè)計(jì)思想，通過(guò)接口轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)集成確保新系統(tǒng)與舊設(shè)備兼容。仁泰的控制系統(tǒng)支持多品牌PLC和多種通訊協(xié)議選擇，這意味著可以靈活適配現(xiàn)場(chǎng)已有設(shè)備的技術(shù)特性，避免大規(guī)模更換硬件。同時(shí)，公司在供熱控制算法方面有深厚積累，能將氣候補(bǔ)償、恒壓控制等先進(jìn)策略融入系統(tǒng)，提高改造后的節(jié)能效果和供熱品質(zhì)。在服務(wù)層面，河南仁泰提供從方案設(shè)計(jì)、設(shè)備成套、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試到人員培訓(xùn)的一站式服務(wù)，并有7×24小時(shí)售后支持，解除用戶在改造過(guò)程和后期運(yùn)行中的后顧之憂。正是憑借這些技術(shù)能力與服務(wù)優(yōu)勢(shì)，河南仁泰已經(jīng)幫助眾多供熱企業(yè)實(shí)現(xiàn)了老舊換熱站在少投入、高產(chǎn)出原則下的智能化升級(jí)，讓原有設(shè)備發(fā)揮最大余熱，推動(dòng)供熱行業(yè)向智慧、高效、綠色方向發(fā)展。如了解更多信息，請(qǐng)立即聯(lián)系河南仁泰電氣：電話：17638563962 / 0371-56520104 和郵箱：info@hnrentai.com。