工業綜合布線系統的應用與設計

文｜中冶京誠工程技術有限公司 祁亞東

1 概述

近年來，智能建筑在民用工業領域廣泛應用的基礎上得到了長足的發展。其中，綜合布線系統在工業企業的應用中，為企業生產操作、調度指揮和科學管理過程中的數據、話音等信息傳輸提供了平臺。本文結合工程實踐，對綜合布線系統在工業企業的應用與設計作概要闡述。

2 應用架構

根據工業生產特點、企業組織機構和管理需求，工業企業綜合布線系統的應用架構一般分為公司級、分廠級和車間級三級，或公司級和車間級二級。

公司級：系統基本覆蓋公司總部大樓辦公室內和公司調度指揮中心、計算機中心、能源中心及安防中心等功能性建筑內的信息點，系統機房一般設置在公司總部大樓內。

分廠級：系統基本覆蓋分廠辦公樓辦公室內和水、電、氣等生產性建筑內的信息點，系統機房一般設置在分廠辦公樓內。

車間級：系統基本覆蓋車間各控制室、操作室等生產性場所內的信息點，系統機房一般與車間調度室合用，或與信息點負荷中心的某一控制室合用。

3 應用環境

根據工業產品品種規格的不同，其工廠（車間）需配置與之相對應的生產線。通常情況下，工廠（車間）在節能、環保、安全等方面都會采取相應的技術措施，但仍不能夠完全擺脫在高溫、高粉塵、強腐蝕、強電磁干擾等惡劣環境下的作業條件。在這樣的環境下實施綜合布線系統工程，必然面對不同程度的挑戰。因此，在工程設計和應用中，需根據不同的環境條件，有針對性地采取防護措施。例如，綜合布線系統傳輸線路通過大于3V/m的電磁干擾環境，其布線類型應采用屏蔽線纜或光纜；在高溫、高粉塵、強腐蝕等環境下，綜合布線系統各類設備的IP防護等級以及線路敷設采用保護管材的類型，必然要選擇與環境相適應的防護等級以及合適的管材等。

4 各階段設計的主要任務

按設計階段劃分，綜合布線系統設計一般包括高階段設計和施工圖設計。

（1）高階段設計

高階段設計一般分為規劃、可行性研究和初步設計。主要任務包括收集和征求業主需求及現場條件等有關資料；根據信息點的分布和預估的數量等，提出系統結構組成；進行技術經濟比較，優化設計；編制設計說明書、系統圖、主要設備表及工程概算等設計文件。

根據工程實踐，在編制高階段設計方案的基礎上，還需關注以下問題：

◆ 系統與主體工程建設的關系：根據企業生產、管理需求和發展愿景，除對系統方案、進度、投資等進行闡述外，還需使系統的實施與企業主體工程建設協調一致，實現同步規劃、同步建設以引起、贏得企業管理部門的重視和支持。

◆ 系統規模：除滿足當前的應用需求外，還需考慮留有適當的發展空間，至少在五年內能夠適應企業改建、擴建的需求。

◆ 系統建設：可采取一次規劃，逐年修改完善，分階段實施的方式；初期建設的系統的機房面積大小、供電容量、線纜采用地下管道敷設方式等應滿足終期使用需要，盡可能一次建成。

◆ 線路建設：三級架構或二級架構系統之間的主干線路的傳輸線路路由應在廠區總平面規劃的同時規劃并予以落實。

◆ 選擇供應商：在選擇系統供應商時，應通過考察，了解、掌握供應商是否具有產品生產、安裝施工等相應的資質，是否具有同類型系統應用的經驗和設備成套供貨能力，提供的系統設備是否具有當前和今后業務發展擴容升級所必要的技術支撐能力，是否具有合理的報價體系和相應的惠利政策，是否具有提供與系統配套的準確完整的技術資料和系統培訓的能力，是否具有良好的售后服務和應急的技術支持能力等有關資料。

（2）施工圖設計

施工圖設計一般在高階段設計基礎上進行。主要任務包括協調確認本專業與其他相關專業的設計條件和進度；提出對相關專業的設計要求；確定工作區、配線子系統、干線子系統、機房、管理和建筑群子系統的配置和布線設計、編制設計說明書、主要設備材料表、系統圖、樓層布線平面圖、機房（包括設備間、電信間和進線間等）設備配置平面圖、建筑群間傳輸線路平面圖、安裝圖等設計文件。

根據工程實踐經驗，除按國家標準《綜合布線系統工程設計規范》開展施工圖設計外，還需對工業企業特定的環境條件，如對涉及線路安全的問題側重考慮：

◆ 路由選擇：傳輸線路路由應盡量避開有強電磁場干擾源的地方，避開強腐蝕、高溫、易使管線受機械損傷的地段或場所，避開與其他管線或障礙物交叉跨越的地段等；無法避開的惡劣環境，應根據環境條件采取相應的防護措施。

◆ 線纜敷設安全：布線線纜利用電纜橋架或管道支架同路徑敷設時，應滿足線路間水平或垂直安全距離；布線線纜與電源線應分別穿管敷設；線纜接地等其他安全措施應符合國家相關標準規定。

5 機房設計與防護

機房設計與防護的內容十分豐富，包括機房位置選擇、機房面積大小、供電、照明、溫濕度和設備配置、線纜敷設以及防電磁干擾、防塵、防火、防雷、接地和其他防護等，作為機房設計的主體專業需對下列問題進行綜合考慮。

（1）機房位置選擇：應避開有高低壓配電、電機以及無線電發射等干擾源的場所；應避開高溫、高粉塵、強腐蝕和強震動等場所；力爭靠近系統信息點負荷中心等。

（2）機房面積大小：應根據當期系統建設需求及今后發展規模等因素綜合確定。

（3）供電、照明：系統應采用可靠電源供電；根據其系統或主要設備的重要性，配置UPS電源供電；照明應滿足日常操作和維護的照度要求。

（4）溫濕度：應滿足設備正常工作的要求，并根據當地氣候條件設置采暖、通風和空調設施。

（5）設備配置：網絡、配線、交換機和電源等設備應合理配置，設備間配線路徑應短捷順暢；設備間安裝距離應滿足操作和維護的需要。

（6）線纜敷設：機柜間線纜連接和線纜出入的敷設方式，根據工程需要，可采用活動地板、線槽或吊頂敷設等。

（7）防電磁干擾：場強大于3V/m的環境，應采取抗干擾措施。

（8）防塵：機房應做到嚴密防塵和隔絕有害氣體入侵。

（9）防火：應符合國家消防規范的有關規定。

（10）防雷：應符合國家標準《綜合布線系統工程設計規范》、《建筑物電子信息系統防雷技術規范》等規范的規定。

（11）接地：系統采用共用接地；機柜應連接到就近的等電位接地裝置，不應串聯連接；傳輸線纜在雷電防護區交界處，屏蔽線纜的屏蔽層兩端應等電位連接并接地；傳輸線纜采用的金屬材質保護敷設以及線路采用的金屬箱盒，應保持連續的電氣連接，并應做接地。

（12）其他防護：受現場條件限制，分廠級和車間級設置的機房有可能與有較強震動的車間或裝置相鄰，設計應考慮對機柜（架）等設備采取防震動措施。有關防靜電、防水等，應根據工程實際情況采取相應的措施。

6 有關專業的設計要求

一項完整的布線系統工程的施工圖設計，需與有關專業設計密切配合，并對機房設計的有關專業提出要求。

（1）建筑要求：包括機房位置、房間組成、面積、室內凈高、房間耐火等級、抗震設計強度、地面等效均布活荷載、墻面/頂棚/地面裝飾材料（地面切忌采用易燃材料鋪設）、門窗等設計以及安裝設備預留的預埋件位置、尺寸及承載、預留孔洞等設計。

（2）電氣要求：系統供電電源等級、容量和電源引入點位置；UPS電源的設置；房間照明的照度，電源插座等設計；系統接地和防雷設計。

（3）弱電要求：機房電話通信、視頻監控、火災自動報警等設計。

（4）暖通要求：機房采暖、通風和空調等設計。

（5）給排水要求：機房為獨立建筑物時，生活供水、排水等設計。

（6）總平面要求：機房為獨立建筑物時，場地平土、圍墻及圍墻內人行道、車道、消防通道、車庫等設計。

（7）其他管線要求：其他無關管線不宜穿越機房。

7 結束語

綜合布線系統除在工業企業的公司級、分廠級應用外，在車間級的應用也有同樣需求，其系統正向車間操作室、控制室等生產操作場所延伸。隨著工業信息化建設進程的加快，綜合布線系統將不斷提升其應用水平和拓寬其應用領域，一個適應工業環境特點和貼近企業生產管理模式的綠色布線系統正向前推進。