建议水厂自动控制系统中应用结构化综合布线技术

何寿平

　　当今社会中，信息已成为一种关键性的战略资源，为了充分发挥它的作用，信息必须迅速而精确地在各种型号的计算机（包括工业控制机）、终端机、电话机、传真机和通讯设备之间传递，过去都是各行其是，按传统的落后的各种设备、各种功能各自布线的方式去做，其适应性、互换性都很差，为了适应现代信息发展的形势，建立新型的综合布线系统势在必行。
　　结构化综合布线是近年来在国际上流行的一种办公自动化和工业自动控制系统中的先进布线系统。它是一种集成化通用传输（分布式）系统，可用于大楼、工厂或建筑群内的语音、数据、图像传输网络。
　　在传统的布线系统中，通讯设备（电话、电传）、计算机、工业生产设备、安全保密设备及集中控制系统等都是各自独立的，如南通狼山水厂就是采用不同的厂商的产品，分别进行设计，虽然水厂自己成立了由专业人员组成的现场布线组（电缆施工组），对各种电缆布线进行组合、设计、协调，并组织安装，但由于布线采用了不同的缆线和不同的终端插座，所以这种布线方式显得十分很繁杂，明显的存在以下缺点：
　　1、设计复杂，各系统之间互不相关，不能兼容。狼山水厂现场传感器模拟信号采用屏蔽线传输，开关信号采用普通电缆线传输；控制系统的通信采用同轴电缆；厂内通讯采用普通的通讯电缆；安全监控视频信号采用同轴电缆传输。这几种电缆均需分别独立设计，然后还得再进行综合安排。
　　2、由于分别设计，分开布线，因此，工程造价高，协调和统一管理有相当大的难度。
　　3、系统实施时，工程施工协调工作量大。安装以前现场技术人员得花很长时间对各个系统的布线进行分类，统一布线规则，为了安装方便，狼山水厂所有的控制、通讯电缆均需通过设置在现场的若干个过渡接线柜，然后再通往各个终端设备。
　　4、各系统之间缺乏统一标准，没有统一传输媒介。系统一旦确定，不能随意更改，灵活性较差。如某一系统因技术的发展更新、升级，布线确需更改、更新时，将费时、费工、费钱，还可能耽误系统的正常运行。
　　结构化综合布线（SCS）是AT&T贝尔实验室的专家经过多年研究，推出的一种先进布线系统。其代表产品是SYSTIMAX PDS（建筑与建筑群综合布线系统）。另外同时推出了IBS （智能大楼布线系统）和IDS（工业布线系统），它们的之间的差别是4A中更侧重于哪一A的问题（4A即BA－楼宇自动化、CA－通讯自动化、OA－办公自动化、SA－安全保卫自动化）。
　　SYSTIMAX IDS是用结构化的布线系统来解决工业生产、管理、经营等各种信息和特种信息的传输问题。IDS以特殊信息传输和适应快速变化的工业通讯为主。
　　IDS采用光纤主干将各子网连接在一起，子网用无屏蔽双绞线再依次连接到过程控制设备、传感控制器、管理工作站，以及其他工业通信设备。由于子系统是连在一条光纤主干上，从而保证了在工程设计、生产、维修、库存控制等运行操作之间共享数据。
　　IDS是支持工业环境中数据传输的平台。它为数据工业网络提供了坚实的方法。用它设计的网络是灵活的、模块化的，能适应快速变化的工业通信要求。
　　1、它以一套标准的配线系统，综合了所有的语音、数据、图象与监控设备，并将多种设备终端插头插入标准的信息插座内，即任一信息插座能够连接不同类型的设备，如计算机、打印机、电话机、传真机等，非常灵活实用。
　　2、其设计允许绝大多数维护条件是自由的，由变化所引起的改动最小。当需要改变设备功能、调整工艺、设备更新时，可自行在配线架上简单灵活的进行跳线，即可改变系统的组成和服务功能，不再需要重新布线和安装新插口，大大减少了线路布放及管理上所耗费的时间和金钱。
　　3、可以兼容各厂商的语音、时间设备，还可兼容模拟图象设备，使用相同的电缆、配线架、插头和模块插口，因此，无论布线系统多么复杂庞大，不需要与不同厂商进行协调，也不需要为不同的设备准备不同的配线零件，以及复杂的线路标示与管理线路图。从而使系统的设计、施工和管理大为简化，设计施工成本也随之降低。
　　4、采用模块化设计，布线系统中所有的接插件都是积木式标准件，易于扩充及重新配置。
　　5、为所有语音、数据和图象设备提供了一套实用、灵活、可扩展的模块化介质通路，用户可根据实际情况将各弱电系统分步实施。
　　6、积木式结构能将当前和未来的语音、数据设备、互连设备、网络管理产品方便地扩展进去，是真正面向未来的先进技术。未来的应用需求只是往主干上增加IDS子系统，很容易实现调整路由的变化。
　　7、主干采用光纤基本上是高可靠性的，在应用中最灵活，在苛刻环境中可以无缺陷地运行。IDS的整个设计可使维修人员方便地进行故障排除，这一点将保证在管理整个布线系统中最大限度地提高工作效率。
　　因此，综合布线系统取代单一、昂贵、繁杂的传统布线系统，是信息时代的要求，也是技术进步的必然。
　　综合布线系统现在一般采用模块化设计，物理结构上采用分级星形分布，以利于信息的采集与传递，标准上符合常用通信标准，支持几乎所有国际有名的计算机及通讯设备厂家，支持的应用有各种模拟、数字语音、数据和图象传递、控制信号和弱电信号等。
　　水平布线子系统一般采用AT&T公司研制的无屏蔽双绞线。它分5类：1、2类线专用于话音传真通讯；3类线由8根24－AWG线组成，符合EIA/TIA－568标准，10Mbps应用时无误码传输距离在100m，16Mbps时可达50m；5类线155Mbps时可传输80m，100Mbps应用可传输100m，10Mbps可传输200m。该线具有良好的传输速率和抗干扰性能。
　　干线子系统一般采用3、5类铜缆双绞线，亦可采用光缆。
　　终端采用8脚模块化插座和4对内部引线，有足够的余量，万一线路出现什么问题，只要在跳线架上将无故障的线跳进就行。
　　水厂的自动化控制可采用光纤主干，将各子网连接在一起，子网再依次连接到过程控制设备、传感器、管理工作站及其他通信设备等。整个网络足以保证各泵站、投药设备、沉淀、过滤、消毒、配电的数据传输及网络的可靠性。
　　水厂自动控制相对来讲，数据传输速率要求不是太高，因此其综合布线可采用适配器的非屏蔽双绞线方案。数据速率在2．36Mbps时，直径为0．5mm铜芯双绞线最长传输距离305m；采用光缆则最长距离可达2100m。如需传送基带视频信号，3类线可传输彩色信号365m，黑白信号670m；5类线可传输彩色信号457m，黑白信号762m。由于目前我国还没有工业布线系统的规范，因此，有关设计和安装的要求可参照中国工程建设标准化协会1995年3月颁布的《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》进行。
　　综合布线系统在国外已经得到广泛应用，我国在楼宇智能化中也已大量采用。水厂自动控制是典型的工业控制，因此采用IDS布线系统，毫无疑问将对控制系统的可靠性、可维护性、可调整性提高到一个新的水平。

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1997年3月