建議水廠自動控制系統中應用結構化綜合布線技術
論文類型 | 運營與管理 | 發表日期 | 2002-03-01 |
作者 | 何壽平 | ||
摘要 | 何壽平 當今社會中,信息已成為一種關鍵性的戰略資源,為了充分發揮它的作用,信息必須迅速而精確地在各種型號的計算機(包括工業控制機)、終端機、電話機、傳真機和通訊設備之間傳遞,過去都是各行其是,按傳統的落后的各種設備、各種功能各自布線的方式去做,其適應性、互換性都很差,為了適應現代信息發 ... |
何壽平
當今社會中,信息已成為一種關鍵性的戰略資源,為了充分發揮它的作用,信息必須迅速而精確地在各種型號的計算機(包括工業控制機)、終端機、電話機、傳真機和通訊設備之間傳遞,過去都是各行其是,按傳統的落后的各種設備、各種功能各自布線的方式去做,其適應性、互換性都很差,為了適應現代信息發展的形勢,建立新型的綜合布線系統勢在必行。
結構化綜合布線是近年來在國際上流行的一種辦公自動化和工業自動控制系統中的先進布線系統。它是一種集成化通用傳輸(分布式)系統,可用于大樓、工廠或建筑群內的語音、數據、圖像傳輸網絡。
在傳統的布線系統中,通訊設備(電話、電傳)、計算機、工業生產設備、安全保密設備及集中控制系統等都是各自獨立的,如南通狼山水廠就是采用不同的廠商的產品,分別進行設計,雖然水廠自己成立了由專業人員組成的現場布線組(電纜施工組),對各種電纜布線進行組合、設計、協調,并組織安裝,但由于布線采用了不同的纜線和不同的終端插座,所以這種布線方式顯得十分很繁雜,明顯的存在以下缺點:
1、設計復雜,各系統之間互不相關,不能兼容。狼山水廠現場傳感器模擬信號采用屏蔽線傳輸,開關信號采用普通電纜線傳輸;控制系統的通信采用同軸電纜;廠內通訊采用普通的通訊電纜;安全監控視頻信號采用同軸電纜傳輸。這幾種電纜均需分別獨立設計,然后還得再進行綜合安排。
2、由于分別設計,分開布線,因此,工程造價高,協調和統一管理有相當大的難度。
3、系統實施時,工程施工協調工作量大。安裝以前現場技術人員得花很長時間對各個系統的布線進行分類,統一布線規則,為了安裝方便,狼山水廠所有的控制、通訊電纜均需通過設置在現場的若干個過渡接線柜,然后再通往各個終端設備。
4、各系統之間缺乏統一標準,沒有統一傳輸媒介。系統一旦確定,不能隨意更改,靈活性較差。如某一系統因技術的發展更新、升級,布線確需更改、更新時,將費時、費工、費錢,還可能耽誤系統的正常運行。
結構化綜合布線(SCS)是AT&T貝爾實驗室的專家經過多年研究,推出的一種先進布線系統。其代表產品是SYSTIMAX PDS(建筑與建筑群綜合布線系統)。另外同時推出了IBS (智能大樓布線系統)和IDS(工業布線系統),它們的之間的差別是4A中更側重于哪一A的問題(4A即BA-樓宇自動化、CA-通訊自動化、OA-辦公自動化、SA-安全保衛自動化)。
SYSTIMAX IDS是用結構化的布線系統來解決工業生產、管理、經營等各種信息和特種信息的傳輸問題。IDS以特殊信息傳輸和適應快速變化的工業通訊為主。
IDS采用光纖主干將各子網連接在一起,子網用無屏蔽雙絞線再依次連接到過程控制設備、傳感控制器、管理工作站,以及其他工業通信設備。由于子系統是連在一條光纖主干上,從而保證了在工程設計、生產、維修、庫存控制等運行操作之間共享數據。
IDS是支持工業環境中數據傳輸的平臺。它為數據工業網絡提供了堅實的方法。用它設計的網絡是靈活的、模塊化的,能適應快速變化的工業通信要求。
1、它以一套標準的配線系統,綜合了所有的語音、數據、圖象與監控設備,并將多種設備終端插頭插入標準的信息插座內,即任一信息插座能夠連接不同類型的設備,如計算機、打印機、電話機、傳真機等,非常靈活實用。
2、其設計允許絕大多數維護條件是自由的,由變化所引起的改動最小。當需要改變設備功能、調整工藝、設備更新時,可自行在配線架上簡單靈活的進行跳線,即可改變系統的組成和服務功能,不再需要重新布線和安裝新插口,大大減少了線路布放及管理上所耗費的時間和金錢。
3、可以兼容各廠商的語音、時間設備,還可兼容模擬圖象設備,使用相同的電纜、配線架、插頭和模塊插口,因此,無論布線系統多么復雜龐大,不需要與不同廠商進行協調,也不需要為不同的設備準備不同的配線零件,以及復雜的線路標示與管理線路圖。從而使系統的設計、施工和管理大為簡化,設計施工成本也隨之降低。
4、采用模塊化設計,布線系統中所有的接插件都是積木式標準件,易于擴充及重新配置。
5、為所有語音、數據和圖象設備提供了一套實用、靈活、可擴展的模塊化介質通路,用戶可根據實際情況將各弱電系統分步實施。
6、積木式結構能將當前和未來的語音、數據設備、互連設備、網絡管理產品方便地擴展進去,是真正面向未來的先進技術。未來的應用需求只是往主干上增加IDS子系統,很容易實現調整路由的變化。
7、主干采用光纖基本上是高可靠性的,在應用中最靈活,在苛刻環境中可以無缺陷地運行。IDS的整個設計可使維修人員方便地進行故障排除,這一點將保證在管理整個布線系統中最大限度地提高工作效率。
因此,綜合布線系統取代單一、昂貴、繁雜的傳統布線系統,是信息時代的要求,也是技術進步的必然。
綜合布線系統現在一般采用模塊化設計,物理結構上采用分級星形分布,以利于信息的采集與傳遞,標準上符合常用通信標準,支持幾乎所有國際有名的計算機及通訊設備廠家,支持的應用有各種模擬、數字語音、數據和圖象傳遞、控制信號和弱電信號等。
水平布線子系統一般采用AT&T公司研制的無屏蔽雙絞線。它分5類:1、2類線專用于話音傳真通訊;3類線由8根24-AWG線組成,符合EIA/TIA-568標準,10Mbps應用時無誤碼傳輸距離在100m,16Mbps時可達50m;5類線155Mbps時可傳輸80m,100Mbps應用可傳輸100m,10Mbps可傳輸200m。該線具有良好的傳輸速率和抗干擾性能。
干線子系統一般采用3、5類銅纜雙絞線,亦可采用光纜。
終端采用8腳模塊化插座和4對內部引線,有足夠的余量,萬一線路出現什么問題,只要在跳線架上將無故障的線跳進就行。
水廠的自動化控制可采用光纖主干,將各子網連接在一起,子網再依次連接到過程控制設備、傳感器、管理工作站及其他通信設備等。整個網絡足以保證各泵站、投藥設備、沉淀、過濾、消毒、配電的數據傳輸及網絡的可靠性。
水廠自動控制相對來講,數據傳輸速率要求不是太高,因此其綜合布線可采用適配器的非屏蔽雙絞線方案。數據速率在2.36Mbps時,直徑為0.5mm銅芯雙絞線最長傳輸距離305m;采用光纜則最長距離可達2100m。如需傳送基帶視頻信號,3類線可傳輸彩色信號365m,黑白信號670m;5類線可傳輸彩色信號457m,黑白信號762m。由于目前我國還沒有工業布線系統的規范,因此,有關設計和安裝的要求可參照中國工程建設標準化協會1995年3月頒布的《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》進行。
綜合布線系統在國外已經得到廣泛應用,我國在樓宇智能化中也已大量采用。水廠自動控制是典型的工業控制,因此采用IDS布線系統,毫無疑問將對控制系統的可靠性、可維護性、可調整性提高到一個新的水平。
1997年3月
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