淺談工業企業綜合通信網

文｜華陸工程科技有限責任公司 李時果

通信就是信息的傳遞，是指一地與另一地之間進行的信息傳輸與交換，通信網是用于完成信息傳輸過程的硬件支持平臺，是信息傳送的載體。

在通常情況下，一個現代化的工業企業，在其日常的運行過程中，許多系統都有通信的需求，這些系統主要包括：企業內部的計算機局域網系統、語音電話系統、工業電視監視系統、火災及氣體泄漏報警系統、擴音對講（兼做應急廣播）系統、工業生產過程的DCS系統及供電設施的微機保護系統等，它們或與工藝流程有關，或與安全生產有關，或與原料產品的調配、調度有關。

1 當前企業內部通信的現狀

近幾年隨著工程技術水平的不斷發展，許多工業企業為了降低生產成本、提高市場競爭力、延長產品的產業鏈，不斷地引進新的生產工藝，提高自動化水平。由于企業的生產規模在不斷的擴大、生產裝置的數量也在不斷的增加，于是“工業園”形式的企業便應運而生。在園區內生產裝置不僅相互間的產、輸聯系密切，而且這些生產裝置的正常生產環境大多都屬于危險環境，任何一個事故可能都會給企業及社會帶來巨大的損失。企業為了保證生產的安全性，就自然地加強了對生產過程的監控，提高了對各類信息獲得的需求，增加了多個探測、報警顯示系統。

然而這些與安全生產相關的系統，在當前的狀況卻是以“各自為營”、分別組網的形式存在于企業中，像生產過程控制DCS系統、工業電視系統、火災及氣體泄漏報警系統、應急廣播系統、生產調度指揮系統等。這些共同為安全生產服務的通信網相互獨立存在于園區中，而且分別歸屬不同的管理部門，這不僅浪費了資源、增加了企業的建設成本，而且為日常的管理和維護帶來了諸多的不便，甚至會發生相互扯皮的現象。

對于企業的生產管理部門，及時地與各生產裝置（或分廠）同步接收、了解、顯示園區內各類原料的配給情況、產品生產的過程、事故的報警等信息，對各生產裝置所需的原料供給和產品去向進行合理調配，并在事故狀態時根據事故區域的實際情況，實施相應的應急預案至關重要。因此，企業內部的通信系統不可能獨立的存在，建設一套能夠綜合企業內所有通信系統的“綜合通信網”就顯得非常有必要。

2 企業內部綜合通信網的組成

由于工業企業綜合通信網的主要用途是為有通信需求的系統，提供信息傳輸的途徑和通道，因此其結構主要是硬件設施，通常由大對數的銅纜（電話電纜）、大芯數的光纖和各種配線設施組成。

其中大對數的銅纜主要是用于語音（電話）的通信，企業日常的行政管理電話、生產調度指揮、事故狀態時的救援指揮和消防電話等是它的主要用戶。綜合通信網內的大芯數光纖骨干網主要用于數據通信，是數據通信的主要途徑。企業內部的計算機局域網、各個生產裝置的工藝生產數據、企業內的各類報警信息、工業電視圖像信息、控制信號及企業安全防范數據的遠傳等是它的主要用戶。

其中，計算機局域網是一個應用系統，同時也是辦公自動化的支持平臺，在該平臺上運行的有VOIP（IP電話）行政管理、銷售管理、倉庫管理、財務管理、視頻會議等多個軟件或子系統，是企業日常行政管理的基礎；火災及氣體泄露報警、工業電視、生產過程DCS等與生產的安全性息息相關，通過工業電視及DCS信息可以及時的確認報警發生地的實際狀況，并采取必要的措施，遏制事態的進一步發展；生產調度電話及擴音/對講是生產指揮、裝置間原料及產品協調和語音信息發布的主要渠道，為了避免各個生產裝置相互間的干擾、降低系統的成本和復雜程度，擴音/對講系統一般都是單獨地分別運行在各個生產裝置界區內，對于整個園區，該系統可以通過生產調度電話系統進行組網。

3 信息數據傳輸的介質

究其本身，所有系統最原始的信號都是電信號，其傳統的傳輸介質主要是以銅芯電纜為主，只是因為通信協議的不同，才使得各個系統相互隔絕、互不通融；對于企業正常運行過程中的每一個系統，從其本身而言，系統內信息的傳輸都是依照特定的通信協議，按照一定的時序進行傳輸，其技術應該是非常的成熟，我們沒有必要去深究每一個系統的組成、工作方式及通信協議，但有一點可以明確，那就是除了電源以外的電信號都可以轉換為光信號，而光信號在傳輸上又具有傳輸距離遠、抗干擾等優點。

近幾年，隨著“光電轉換”技術的日臻成熟、光電轉換設備制式的逐步統一、光纖光纜及相關設備造價的急劇下降，使得光纖越來越多的取代了銅芯電纜，廣泛的應用于各種信號的傳輸，甚至成為了現代信息傳輸的主要介質；與此同時，與生產過程有關的各類控制、報警、顯示等系統中的主要控制設備，也越來越多的具有更為開放的RS232、RS458、Modbus等通信接口。這樣，在工業企業內，建立一個為企業內有數據通信需求的系統，提供傳輸服務的綜合通信網成為了較為優選的方案。

4 建設綜合通信網的可行性

雖然企業內部有通信需求的系統很多，而且互不相通，但是這些不同的、相互獨立的系統都可以通過系統自身獨立的數據交換機、光端機等，將本系統需要遠傳的數據信息進行調制（光/電轉換），即將電信號轉化為光信號，這便使得各個系統數據傳輸的模式在一定程度上得到了統一，也就為工業企業內綜合通信網的建設提供了充分條件。

不同系統經過轉化后的光信號，經過光纖跳線和所在建筑物內的“綜合通信配線架”就可以進入企業內部的綜合通信骨干網，并借助該網，將需要遠傳的數據、信號等傳輸至目的地；傳輸至目的地后，再經過必要的光纖分配盤、跳線、解調器等通信傳輸接續、分配和光/電轉換等設施，將數據或信號復原、顯示，從而使多個相互獨立的系統在遠距離的傳輸中能夠使用共同的設備機柜、配線架、光纖、路由進行數據、信號的傳輸，達到一網多用、節約投資的目的。

5 應用實例

圖1是某一在建外資化工企業廠區內骨干通信網的邏輯圖，圖中的方框代表一個建筑物，其中兩個稍大的方框是整個綜合通信網的兩個匯接核心，起著通信線纜的接續、分配和改變方向（目的地）的作用，也許每個系統的信息發出地和接收目的地均不相同，但通過這個通信綜合網內的骨干線纜和跳線，可以達到任何一個指定的位置。

在每個建筑物內設置有“綜合通信配線柜”，該機柜是多個通信系統線纜的匯接點，柜內主要是光纖配線架、110銅纜配線架及理線設施，機柜獨立地存在于任何系統以外，并為所有系統所共用。接入機柜的通信線纜，主要是來自于周邊建筑物或各個有遠端通信需求的系統（如：計算機局域網（LAN）、生產過程數據（DCS）、包括火災報警在內的各類報警（PLC）、工業電視（CCTV）、電話等）的光纖、光纖跳線或小容量的電話電纜等；機柜的接出部分為大對數的銅纜（電話電纜）和大芯數光纖，這些電纜和光纖組成了廠區內的綜合通信骨干網，為了適應不同的系統的需求，光纖分為多模和單模兩種。

為了保證各類數據傳輸的暢通和便捷，防止因為線路事故而造成非正常的通信中斷，對于大型的企業內光纖骨干網絡一般采用放射、環狀并存的方式進行配線，并在企業界區內設置兩個或三個光纖交匯核心，該交匯核心通常設置在所在區域的通信負荷中心。各個交匯核心、各個生產裝置控制室、主要的變配電所以及各個生產裝置控制室之間都采用大芯數的光纖進行連接。

圖2給出的是一個“工業園”級化工企業的“園區生產管理調度中心”結構示意圖，園區內的“園區生產管理調度中心”是一個通過“綜合通信網”集合了多個報警、顯示、管理系統的聯合調度、指揮平臺，其主要包括有以下的功能：

（1）各個生產裝置（分廠）之間原料、產品的供給情況及調配管理。

（2）各個生產裝置（分廠）生產過程控制（DCS）的信息、重點區域有毒（有害及可燃）氣體的監測數據及重點部位的CCTV圖像信息等報警和顯示。

圖1 某外資企業全廠通信骨干網邏輯圖

圖2 園區生產管理調度中心結構示意圖

（3）工業園區內主要的交通路口、重點部位的實時安全狀況；園區內所有區域火災報警信息的顯示；個別重要區域周邊的風向、風速顯示；個別重點區域的實時氣體監測、環保監測數據的存貯。

（4）工業園區內任何區域發生事故時，都能應急預案實施救助、疏散。

在生產管理調度中心內，管理人員可以及時地與各個生產裝置的操作人員同步了解不同產品的生產過程、生產裝置內可燃氣體（有毒、有害）實時監測數據、重要區域的CCTV視頻信息等，掌握企業全局的生產、安全狀況。

6 結束語

一個現代化工業企業的發展在很大程度上依賴著工作效率的提高和消耗的降低，而實施這些措施的依據是生產過程的真實數據，因此建立一個安全、可靠、便捷的企業綜合通信網是必須的，也是可行的。對于綜合通信網的規劃和建設，應提倡“長遠規劃、分布實施、綜合利用”，要多方面的協調各專業間的關系，使有信息傳輸需求的各個專業能夠了解綜合通信網的用途和優點，能夠主動的配合企業綜合通信網的建設。