工业综合布线系统的应用与设计

文｜中冶京诚工程技术有限公司 祁亚东

1 概述

近年来，智能建筑在民用工业领域广泛应用的基础上得到了长足的发展。其中，综合布线系统在工业企业的应用中，为企业生产操作、调度指挥和科学管理过程中的数据、话音等信息传输提供了平台。本文结合工程实践，对综合布线系统在工业企业的应用与设计作概要阐述。

2 应用架构

根据工业生产特点、企业组织机构和管理需求，工业企业综合布线系统的应用架构一般分为公司级、分厂级和车间级三级，或公司级和车间级二级。

公司级：系统基本覆盖公司总部大楼办公室内和公司调度指挥中心、计算机中心、能源中心及安防中心等功能性建筑内的信息点，系统机房一般设置在公司总部大楼内。

分厂级：系统基本覆盖分厂办公楼办公室内和水、电、气等生产性建筑内的信息点，系统机房一般设置在分厂办公楼内。

车间级：系统基本覆盖车间各控制室、操作室等生产性场所内的信息点，系统机房一般与车间调度室合用，或与信息点负荷中心的某一控制室合用。

3 应用环境

根据工业产品品种规格的不同，其工厂（车间）需配置与之相对应的生产线。通常情况下，工厂（车间）在节能、环保、安全等方面都会采取相应的技术措施，但仍不能够完全摆脱在高温、高粉尘、强腐蚀、强电磁干扰等恶劣环境下的作业条件。在这样的环境下实施综合布线系统工程，必然面对不同程度的挑战。因此，在工程设计和应用中，需根据不同的环境条件，有针对性地采取防护措施。例如，综合布线系统传输线路通过大于3V/m的电磁干扰环境，其布线类型应采用屏蔽线缆或光缆；在高温、高粉尘、强腐蚀等环境下，综合布线系统各类设备的IP防护等级以及线路敷设采用保护管材的类型，必然要选择与环境相适应的防护等级以及合适的管材等。

4 各阶段设计的主要任务

按设计阶段划分，综合布线系统设计一般包括高阶段设计和施工图设计。

（1）高阶段设计

高阶段设计一般分为规划、可行性研究和初步设计。主要任务包括收集和征求业主需求及现场条件等有关资料；根据信息点的分布和预估的数量等，提出系统结构组成；进行技术经济比较，优化设计；编制设计说明书、系统图、主要设备表及工程概算等设计文件。

根据工程实践，在编制高阶段设计方案的基础上，还需关注以下问题：

◆ 系统与主体工程建设的关系：根据企业生产、管理需求和发展愿景，除对系统方案、进度、投资等进行阐述外，还需使系统的实施与企业主体工程建设协调一致，实现同步规划、同步建设以引起、赢得企业管理部门的重视和支持。

◆ 系统规模：除满足当前的应用需求外，还需考虑留有适当的发展空间，至少在五年内能够适应企业改建、扩建的需求。

◆ 系统建设：可采取一次规划，逐年修改完善，分阶段实施的方式；初期建设的系统的机房面积大小、供电容量、线缆采用地下管道敷设方式等应满足终期使用需要，尽可能一次建成。

◆ 线路建设：三级架构或二级架构系统之间的主干线路的传输线路路由应在厂区总平面规划的同时规划并予以落实。

◆ 选择供应商：在选择系统供应商时，应通过考察，了解、掌握供应商是否具有产品生产、安装施工等相应的资质，是否具有同类型系统应用的经验和设备成套供货能力，提供的系统设备是否具有当前和今后业务发展扩容升级所必要的技术支撑能力，是否具有合理的报价体系和相应的惠利政策，是否具有提供与系统配套的准确完整的技术资料和系统培训的能力，是否具有良好的售后服务和应急的技术支持能力等有关资料。

（2）施工图设计

施工图设计一般在高阶段设计基础上进行。主要任务包括协调确认本专业与其他相关专业的设计条件和进度；提出对相关专业的设计要求；确定工作区、配线子系统、干线子系统、机房、管理和建筑群子系统的配置和布线设计、编制设计说明书、主要设备材料表、系统图、楼层布线平面图、机房（包括设备间、电信间和进线间等）设备配置平面图、建筑群间传输线路平面图、安装图等设计文件。

根据工程实践经验，除按国家标准《综合布线系统工程设计规范》开展施工图设计外，还需对工业企业特定的环境条件，如对涉及线路安全的问题侧重考虑：

◆ 路由选择：传输线路路由应尽量避开有强电磁场干扰源的地方，避开强腐蚀、高温、易使管线受机械损伤的地段或场所，避开与其他管线或障碍物交叉跨越的地段等；无法避开的恶劣环境，应根据环境条件采取相应的防护措施。

◆ 线缆敷设安全：布线线缆利用电缆桥架或管道支架同路径敷设时，应满足线路间水平或垂直安全距离；布线线缆与电源线应分别穿管敷设；线缆接地等其他安全措施应符合国家相关标准规定。

5 机房设计与防护

机房设计与防护的内容十分丰富，包括机房位置选择、机房面积大小、供电、照明、温湿度和设备配置、线缆敷设以及防电磁干扰、防尘、防火、防雷、接地和其他防护等，作为机房设计的主体专业需对下列问题进行综合考虑。

（1）机房位置选择：应避开有高低压配电、电机以及无线电发射等干扰源的场所；应避开高温、高粉尘、强腐蚀和强震动等场所；力争靠近系统信息点负荷中心等。

（2）机房面积大小：应根据当期系统建设需求及今后发展规模等因素综合确定。

（3）供电、照明：系统应采用可靠电源供电；根据其系统或主要设备的重要性，配置UPS电源供电；照明应满足日常操作和维护的照度要求。

（4）温湿度：应满足设备正常工作的要求，并根据当地气候条件设置采暖、通风和空调设施。

（5）设备配置：网络、配线、交换机和电源等设备应合理配置，设备间配线路径应短捷顺畅；设备间安装距离应满足操作和维护的需要。

（6）线缆敷设：机柜间线缆连接和线缆出入的敷设方式，根据工程需要，可采用活动地板、线槽或吊顶敷设等。

（7）防电磁干扰：场强大于3V/m的环境，应采取抗干扰措施。

（8）防尘：机房应做到严密防尘和隔绝有害气体入侵。

（9）防火：应符合国家消防规范的有关规定。

（10）防雷：应符合国家标准《综合布线系统工程设计规范》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等规范的规定。

（11）接地：系统采用共用接地；机柜应连接到就近的等电位接地装置，不应串联连接；传输线缆在雷电防护区交界处，屏蔽线缆的屏蔽层两端应等电位连接并接地；传输线缆采用的金属材质保护敷设以及线路采用的金属箱盒，应保持连续的电气连接，并应做接地。

（12）其他防护：受现场条件限制，分厂级和车间级设置的机房有可能与有较强震动的车间或装置相邻，设计应考虑对机柜（架）等设备采取防震动措施。有关防静电、防水等，应根据工程实际情况采取相应的措施。

6 有关专业的设计要求

一项完整的布线系统工程的施工图设计，需与有关专业设计密切配合，并对机房设计的有关专业提出要求。

（1）建筑要求：包括机房位置、房间组成、面积、室内净高、房间耐火等级、抗震设计强度、地面等效均布活荷载、墙面/顶棚/地面装饰材料（地面切忌采用易燃材料铺设）、门窗等设计以及安装设备预留的预埋件位置、尺寸及承载、预留孔洞等设计。

（2）电气要求：系统供电电源等级、容量和电源引入点位置；UPS电源的设置；房间照明的照度，电源插座等设计；系统接地和防雷设计。

（3）弱电要求：机房电话通信、视频监控、火灾自动报警等设计。

（4）暖通要求：机房采暖、通风和空调等设计。

（5）给排水要求：机房为独立建筑物时，生活供水、排水等设计。

（6）总平面要求：机房为独立建筑物时，场地平土、围墙及围墙内人行道、车道、消防通道、车库等设计。

（7）其他管线要求：其他无关管线不宜穿越机房。

7 结束语

综合布线系统除在工业企业的公司级、分厂级应用外，在车间级的应用也有同样需求，其系统正向车间操作室、控制室等生产操作场所延伸。随着工业信息化建设进程的加快，综合布线系统将不断提升其应用水平和拓宽其应用领域，一个适应工业环境特点和贴近企业生产管理模式的绿色布线系统正向前推进。