弱電智能化系統(tǒng)在制造業(yè)廠房當(dāng)中的應(yīng)用（1）

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　當(dāng)前，人們普遍談?wù)摰慕ㄖ悄芑?，主要是指民用建筑，如高層辦公樓、綜合樓、商住樓及建筑群，此外住宅小區(qū)智能化也是熱點之一。實際上，工業(yè)建筑，特別是研究生產(chǎn)高新技術(shù)產(chǎn)品的現(xiàn)代化工廠和實驗室，其智能化系統(tǒng)應(yīng)用是相當(dāng)廣泛的，而且工業(yè)自動化已有相當(dāng)歷史。民用建筑與工業(yè)建筑的智能化技術(shù)有相同相似之處。當(dāng)然，由于工業(yè)建筑的許多功能要求與民用建筑不同，因此其智能化系統(tǒng)也有其相應(yīng)的設(shè)計特點。工業(yè)建筑的范圍很廣，要求各不相同，本文僅就制造業(yè)工廠與民用建筑在智能化方面不同之處進行闡述，相同之處不在此敘述。

　　一、智能化的定位（一）制造業(yè)工廠的基本特點制造業(yè)工廠一般都是由生產(chǎn)廠房及支持區(qū)、動力廠房、倉庫（含化學(xué)品庫）、辦公樓（辦公區(qū)）、廢水廢物處理區(qū)、室外罐區(qū)，有的還有生活區(qū)等組成的現(xiàn)代化大型工廠，其主要特點是：1.有很多貴重的精密儀器和設(shè)備，廠房造價昂貴，十幾億、幾十億甚至上百億。

　　2.對生產(chǎn)環(huán)境有嚴(yán)格要求，因此有相當(dāng)一部分為潔凈廠房。

　　3.對生產(chǎn)原材料要求嚴(yán)格，一部分由工廠自己生產(chǎn)，因此自動化程度要求高。

　　4.因生產(chǎn)需要，要使用各種可燃氣體（蒸汽）、有毒氣體，有腐蝕性的液體。

　　（二）智能化系統(tǒng)的定位民用建筑智能化是向人們提供一個安全、舒適、方便、高效的生活和工作環(huán)境的重要技術(shù)措施之一。

　　工廠是生產(chǎn)產(chǎn)品的，如何達到生產(chǎn)產(chǎn)品所需的環(huán)境要求，符合要求的原材料及動力條件，以及工廠安全和、高效、可靠、經(jīng)濟的運行，以確保產(chǎn)品的成品率和產(chǎn)品的可靠性、長壽命及達到設(shè)計的產(chǎn)量，則是建設(shè)者們追求的目標(biāo)。作為滿足這些功能、技術(shù)要求的重要措施之一的智能化系統(tǒng)，就必須是成熟的、實用的、可靠的及先進的技術(shù)和產(chǎn)品，這是所指的先進，主要不是指新技術(shù)，而是指開放性、可擴展性、可升級及兼容性。

　　另外，由于產(chǎn)品都有其生命周期，而工廠的建設(shè)期較短。因此那種功能齊全，看起來技術(shù)先進而還需要研究實驗的設(shè)計是不能應(yīng)用于此類建筑的。

　　二、智能化系統(tǒng)總體方案的確定智能化系統(tǒng)的總體方案實際上涉及到系統(tǒng)集成及總體結(jié)構(gòu)，關(guān)系到方案的進一步設(shè)計、實施，涉及到智能化系統(tǒng)能否達到要求的功能及技術(shù)指標(biāo)，符合建設(shè)周期及投資額要求。因此確定適合于工程項目的總體方案是設(shè)計者需要認真對待的。

　?。ㄒ唬追N方案的比較1.各子系統(tǒng)內(nèi)部集成通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CNS、辦公自動化系統(tǒng)OAS、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)BAS、消防自動化系統(tǒng)FAS、安全防范系統(tǒng)SAS以及制造業(yè)工廠廠房特有的有害物質(zhì)檢測系統(tǒng)HPM（Hazardons Production Material）各子系統(tǒng)內(nèi)部有集成，但上述系統(tǒng)之間沒有集成。這種方案雖然各系統(tǒng)都能很好的完成相應(yīng)的工作，但對于現(xiàn)代化工廠的整體管理不利，因此不宜采用。

　　2.建筑智能管理系統(tǒng)IBMS這是將CNS、OAS、BAS、FAS、SAS及HPM通過高速網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一集成，由一體化集成管理系統(tǒng)實現(xiàn)對整個工廠的綜合智能管理。在某些項目雖然有運用實例，但是對于制造業(yè)工廠這種大型工廠來說，需要監(jiān)測控制的點數(shù)相當(dāng)龐大而且十分重要。另外，雖然工廠也有原材料、設(shè)備、產(chǎn)品的物流管理，有財務(wù)、人事、設(shè)計等辦公自動化需要，有語音、數(shù)據(jù)、會議系統(tǒng)等方面需求，但這些與確保全廠高效、安全、可靠的生產(chǎn)產(chǎn)品沒有太大的必然聯(lián)系，因此進行一體化集成在目前來說不是最佳選擇。

　　3.建筑設(shè)備綜合管理系統(tǒng)BMS （或工廠管理控制系統(tǒng)FMCS—Facility Management And Control System）

　　消防自動化系統(tǒng)FAS是直接關(guān)系到避免和減少因火災(zāi)面造成的人身和財產(chǎn)損失的系統(tǒng)，有特殊重要的位置，另外，因為中國國情的原因，需要作為獨立的子系統(tǒng)，而且要有專門人員24小時值班。HPM系統(tǒng)是僅次于FAS系統(tǒng)的重要系統(tǒng)，也需要作為一個子系統(tǒng)是適宜的。

　　FAS系統(tǒng)、HPM系統(tǒng)、SAS系統(tǒng)及建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)BAS之間，都有許多聯(lián)運要求，需要實現(xiàn)對設(shè)備的分布控制和集中監(jiān)視管理，以便更好的協(xié)調(diào)工作，提高設(shè)備運行效率和提高節(jié)能效果，因此有必要把FAS、HPM、SAS及BAS集成起來，這就形成了BMS系統(tǒng)。對于制造業(yè)工廠來說，在目前階段，BMS系統(tǒng)是較好的選擇。

　　至于工廠需要的各種生產(chǎn)經(jīng)營管理、辦公自動化及各種通信，可以另外建立通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CNS、辦公自動化系統(tǒng)OAS.需要而且條件成熟時與BMS一起集成為IBMS.（二）BMS（FMCS）設(shè)計中的幾個問題1.系統(tǒng)構(gòu)成主干網(wǎng)為采用TCP/IP協(xié)議，符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)或FDDI，滿足10/100Mbps；根據(jù)情況現(xiàn)場總線采用10Mbps以太網(wǎng)、Profibus總線、LonWork總線等。

　　應(yīng)配備與工程相適應(yīng)的BMS集成管理系統(tǒng)。

　　通常情況下，主干網(wǎng)可通過路由器與公司上級管理層MIS網(wǎng)絡(luò)相連，以便管理層了解情況。

　　消防自動化系統(tǒng)FAS、安全防范系統(tǒng)SAS及有害物質(zhì)檢測控制系統(tǒng)HPM的主機均有與BMS集成的接口，并保證與中央管理機的可靠通信。

　　2.幾個監(jiān)控中心位置的確定監(jiān)控中心設(shè)置在負荷中心，方便管理及符合相關(guān)的規(guī)范是確定位置的基本原則。制造業(yè)工廠經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃，智能化系統(tǒng)的幾個控制中心的設(shè)備常常不能集中在一個中央監(jiān)控室內(nèi)。BMS管理中心通常設(shè)在動力機房內(nèi)，BAS的中央站通常與BMS管理中心合用，消防總控制室可以設(shè)在主廠房一層主入口，安防總控制室可以設(shè)置在廠區(qū)的主入口門衛(wèi)室，或與消防總控制室合用。

　　除各子系統(tǒng)的總控制室外，F(xiàn)AS、HPM、SAS的分控制室及BAS的分站應(yīng)合用，方便管理及電源等設(shè)備的配置。

　　3.BMS的布線系統(tǒng)雖然計算機網(wǎng)絡(luò)中使用的光纜和8芯的雙絞線可以應(yīng)用于BMS系統(tǒng)，但是工業(yè)用雙絞線，根據(jù)不同的現(xiàn)場情況通常使用多種雙絞線，如屏蔽的、非屏蔽的、防腐蝕的、低煙少鹵的等。另外電纜芯數(shù)也是根據(jù)連接的設(shè)備不同而不同，并非都要使用光纜或8芯的雙絞線。另外，雖然產(chǎn)品會不斷變化，但是為其提供工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條件和動力條件變化并不大（生產(chǎn)線用自動控制系統(tǒng)一般由廠家另行配置），因此不需要然辦公樓那樣用統(tǒng)一的布線來滿足信息終端的變化。此外，BMS布線系統(tǒng)的路由不同。再有，F(xiàn)AS、HPM及SAS系統(tǒng)的線纜需要單獨敷設(shè)，因此BMS系統(tǒng)單獨布線為好，而不與CNS、OAS統(tǒng)一為一套布線系統(tǒng)。

　　當(dāng)然對于工廠的智能化系統(tǒng)的所有布線的路由和維護空間應(yīng)進行綜合考慮，統(tǒng)一規(guī)劃，并與其它專業(yè)管線協(xié)調(diào)。

　　三、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)BAS民用建筑中的BAS系統(tǒng)通常是針對舒適性空調(diào)、給水排水系統(tǒng)、冷熱源、電力、照明及電梯等設(shè)備的監(jiān)控。對于制造業(yè)類工廠來說，除上述系統(tǒng)外，由于生產(chǎn)的需要，增加了許多內(nèi)容，如凈化空調(diào)系統(tǒng)、結(jié)凈區(qū)風(fēng)機高效過濾器系統(tǒng)，各種氣體系統(tǒng)、各種工業(yè)用水系統(tǒng)、工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)、各種排風(fēng)系統(tǒng)（如工藝排風(fēng)、洗滌排風(fēng)、有機溶劑排風(fēng)等）、工業(yè)廢水、廢氣處理系統(tǒng)等。

　　根據(jù)項目具體情況確定是否全部子系統(tǒng)受中央站的監(jiān)控。

　　有許多成熟可靠的技術(shù)和產(chǎn)品用于上述的BAS系統(tǒng)。盡管各廠家的產(chǎn)品不盡相同，但基本上都是由DDC、PLC、工業(yè)控制機、網(wǎng)絡(luò)控制器、各種模塊及設(shè)備構(gòu)成。目前，這種采用分散控制集中管理的集散系統(tǒng)，可靠性高、經(jīng)濟、靈活、易于擴展。而全分布控制系統(tǒng)還有許多工作要做。