一、案例背景
城市大型热力集团管辖几十座分布式集中换热站，换热站内部部署大量HART协议压力、温度、流量变送器，采集一次网供回水压差、二次网供回水温度、换热器压差、循环泵进出口压力、补给水流量等核心参数。运维人员逐站携带手操器现场抄录数据，巡检周期长，故障发现滞后；变送器发生隐性漂移，会造成二次网温度调节失准，出现居民室温不达标或者热力能源大量浪费。如果全部更换以太网智能仪表，硬件采购、现场布线、物业协调的综合成本居高不下。经过多方案对比，项目选用捷米特JM‑TCP‑HART协议转换网关，完成分散换热站存量HART仪表协议转换，打通现场仪表与市级热力调度平台的数据链路。
二、项目现场工况与原有通讯问题
项目前期评估两套备选改造方案。第一套方案是全部替换为以太网输出热力专用变送器，但是换热站数量多、地理位置分散，硬件采购成本高昂；地下机房重新布设网络线缆需要破拆地面、穿墙作业，和小区物业协调难度大，施工周期很难把控。第二套方案维持现有系统，依靠运维班组定期到站巡检，使用HART手操器读取诊断信息，人工纸质登记设备台账。该方式数据实时性差，故障发现滞后，不能实现早期预警。热力调度SCADA系统原生支持Modbus‑TCP以太网协议，HART转Modbus TCP协议转换网关成为兼顾预算、供暖连续性的最优选型。设备需要适应地下机房潮湿低温工况，具备断电记忆，换热站发生短时市电停电，复电之后自动恢复通讯，无需工程师到场重新配置。HART转Modbus TCP协议转换网关体积小巧导轨安装，直接加装在原有PLC机柜空余导轨，不用改动机柜结构。运维调试阶段调度中心工程师站可以启用Modbus TCP转HART指令通道，远程下发只读指令读取仪表量程、标定记录，减少运维人员跨站点奔波。
三、整体系统改造实施方案
本次改造完整保留换热站原有全部HART智能变送器，不改动原有4‑20mA模拟信号回路，原有PLC模拟量卡件继续实现换热站温度、压力联锁保护，整套供暖控制逻辑不做任何修改，最大限度保障供暖季民生供热安全。在每一座换热站控制柜空余导轨位置，每一路HART信号回路串接HART转Modbus TCP协议转换网关。网关实现4‑20mA电流信号直通转发，完全不干预原有PLC工艺控制逻辑；同时解调HART数字报文，解析四路动态变量、传感器漂移、线路干扰、低温冻结、硬件老化等诊断状态，转换为标准Modbus TCP寄存器数据，依托换热站已建热力光纤专网，上传至市级热力总调度中心SCADA服务器。
SCADA作为Modbus‑TCP客户端轮询各个站点网关寄存器，搭建全网换热站总览监控画面，实时展示各站点一次网、二次网温度压力全部HART变量。当网关上传漂移、冻结、硬件老化故障代码，平台自动弹出声光报警，生成运维工单派发给对应片区维护班组。网关自带两路DI无源开关量输入，接入循环泵运行反馈、电动阀门限位接点，开关状态和HART仪表数据一同上传调度中心。工程师站借助Modbus TCP转HART只读指令，远程调取仪表内部参数，不用人员奔赴现场。施工全部安排在非供暖季夜间短时窗口逐站实施，单站短时间断电调试，不会影响大范围居民供热，存量仪表全部利旧，大幅压缩项目整体投入。
四、项目总结
捷米特JM‑TCP‑HART协议转换网关在城市集中热力换热站改造项目中，解决了分散换热站HART仪表诊断信息无法远程读取、故障预警滞后、人工巡检成本高的行业痛点。改造不改动原有供暖联锁逻辑，采用逐站夜间窗口施工，不干扰居民冬季采暖，依托HART转Modbus TCP协议转换网关，将HART多变量、故障诊断信息转化为调度平台兼容的Modbus TCP以太网数据，实现仪表隐患提前识别，优化热力调度管控水平。该案例证明，城市热力行业大量存量换热站，通过协议转换就可以完成数字化升级，兼顾民生安全、项目预算、运维效率多重诉求。
审核编辑 黄宇
