浅谈工业企业综合通信网

文｜华陆工程科技有限责任公司 李时果

通信就是信息的传递，是指一地与另一地之间进行的信息传输与交换，通信网是用于完成信息传输过程的硬件支持平台，是信息传送的载体。

在通常情况下，一个现代化的工业企业，在其日常的运行过程中，许多系统都有通信的需求，这些系统主要包括：企业内部的计算机局域网系统、语音电话系统、工业电视监视系统、火灾及气体泄漏报警系统、扩音对讲（兼做应急广播）系统、工业生产过程的DCS系统及供电设施的微机保护系统等，它们或与工艺流程有关，或与安全生产有关，或与原料产品的调配、调度有关。

1 当前企业内部通信的现状

近几年随着工程技术水平的不断发展，许多工业企业为了降低生产成本、提高市场竞争力、延长产品的产业链，不断地引进新的生产工艺，提高自动化水平。由于企业的生产规模在不断的扩大、生产装置的数量也在不断的增加，于是“工业园”形式的企业便应运而生。在园区内生产装置不仅相互间的产、输联系密切，而且这些生产装置的正常生产环境大多都属于危险环境，任何一个事故可能都会给企业及社会带来巨大的损失。企业为了保证生产的安全性，就自然地加强了对生产过程的监控，提高了对各类信息获得的需求，增加了多个探测、报警显示系统。

然而这些与安全生产相关的系统，在当前的状况却是以“各自为营”、分别组网的形式存在于企业中，像生产过程控制DCS系统、工业电视系统、火灾及气体泄漏报警系统、应急广播系统、生产调度指挥系统等。这些共同为安全生产服务的通信网相互独立存在于园区中，而且分别归属不同的管理部门，这不仅浪费了资源、增加了企业的建设成本，而且为日常的管理和维护带来了诸多的不便，甚至会发生相互扯皮的现象。

对于企业的生产管理部门，及时地与各生产装置（或分厂）同步接收、了解、显示园区内各类原料的配给情况、产品生产的过程、事故的报警等信息，对各生产装置所需的原料供给和产品去向进行合理调配，并在事故状态时根据事故区域的实际情况，实施相应的应急预案至关重要。因此，企业内部的通信系统不可能独立的存在，建设一套能够综合企业内所有通信系统的“综合通信网”就显得非常有必要。

2 企业内部综合通信网的组成

由于工业企业综合通信网的主要用途是为有通信需求的系统，提供信息传输的途径和通道，因此其结构主要是硬件设施，通常由大对数的铜缆（电话电缆）、大芯数的光纤和各种配线设施组成。

其中大对数的铜缆主要是用于语音（电话）的通信，企业日常的行政管理电话、生产调度指挥、事故状态时的救援指挥和消防电话等是它的主要用户。综合通信网内的大芯数光纤骨干网主要用于数据通信，是数据通信的主要途径。企业内部的计算机局域网、各个生产装置的工艺生产数据、企业内的各类报警信息、工业电视图像信息、控制信号及企业安全防范数据的远传等是它的主要用户。

其中，计算机局域网是一个应用系统，同时也是办公自动化的支持平台，在该平台上运行的有VOIP（IP电话）行政管理、销售管理、仓库管理、财务管理、视频会议等多个软件或子系统，是企业日常行政管理的基础；火灾及气体泄露报警、工业电视、生产过程DCS等与生产的安全性息息相关，通过工业电视及DCS信息可以及时的确认报警发生地的实际状况，并采取必要的措施，遏制事态的进一步发展；生产调度电话及扩音/对讲是生产指挥、装置间原料及产品协调和语音信息发布的主要渠道，为了避免各个生产装置相互间的干扰、降低系统的成本和复杂程度，扩音/对讲系统一般都是单独地分别运行在各个生产装置界区内，对于整个园区，该系统可以通过生产调度电话系统进行组网。

3 信息数据传输的介质

究其本身，所有系统最原始的信号都是电信号，其传统的传输介质主要是以铜芯电缆为主，只是因为通信协议的不同，才使得各个系统相互隔绝、互不通融；对于企业正常运行过程中的每一个系统，从其本身而言，系统内信息的传输都是依照特定的通信协议，按照一定的时序进行传输，其技术应该是非常的成熟，我们没有必要去深究每一个系统的组成、工作方式及通信协议，但有一点可以明确，那就是除了电源以外的电信号都可以转换为光信号，而光信号在传输上又具有传输距离远、抗干扰等优点。

近几年，随着“光电转换”技术的日臻成熟、光电转换设备制式的逐步统一、光纤光缆及相关设备造价的急剧下降，使得光纤越来越多的取代了铜芯电缆，广泛的应用于各种信号的传输，甚至成为了现代信息传输的主要介质；与此同时，与生产过程有关的各类控制、报警、显示等系统中的主要控制设备，也越来越多的具有更为开放的RS232、RS458、Modbus等通信接口。这样，在工业企业内，建立一个为企业内有数据通信需求的系统，提供传输服务的综合通信网成为了较为优选的方案。

4 建设综合通信网的可行性

虽然企业内部有通信需求的系统很多，而且互不相通，但是这些不同的、相互独立的系统都可以通过系统自身独立的数据交换机、光端机等，将本系统需要远传的数据信息进行调制（光/电转换），即将电信号转化为光信号，这便使得各个系统数据传输的模式在一定程度上得到了统一，也就为工业企业内综合通信网的建设提供了充分条件。

不同系统经过转化后的光信号，经过光纤跳线和所在建筑物内的“综合通信配线架”就可以进入企业内部的综合通信骨干网，并借助该网，将需要远传的数据、信号等传输至目的地；传输至目的地后，再经过必要的光纤分配盘、跳线、解调器等通信传输接续、分配和光/电转换等设施，将数据或信号复原、显示，从而使多个相互独立的系统在远距离的传输中能够使用共同的设备机柜、配线架、光纤、路由进行数据、信号的传输，达到一网多用、节约投资的目的。

5 应用实例

图1是某一在建外资化工企业厂区内骨干通信网的逻辑图，图中的方框代表一个建筑物，其中两个稍大的方框是整个综合通信网的两个汇接核心，起着通信线缆的接续、分配和改变方向（目的地）的作用，也许每个系统的信息发出地和接收目的地均不相同，但通过这个通信综合网内的骨干线缆和跳线，可以达到任何一个指定的位置。

在每个建筑物内设置有“综合通信配线柜”，该机柜是多个通信系统线缆的汇接点，柜内主要是光纤配线架、110铜缆配线架及理线设施，机柜独立地存在于任何系统以外，并为所有系统所共用。接入机柜的通信线缆，主要是来自于周边建筑物或各个有远端通信需求的系统（如：计算机局域网（LAN）、生产过程数据（DCS）、包括火灾报警在内的各类报警（PLC）、工业电视（CCTV）、电话等）的光纤、光纤跳线或小容量的电话电缆等；机柜的接出部分为大对数的铜缆（电话电缆）和大芯数光纤，这些电缆和光纤组成了厂区内的综合通信骨干网，为了适应不同的系统的需求，光纤分为多模和单模两种。

为了保证各类数据传输的畅通和便捷，防止因为线路事故而造成非正常的通信中断，对于大型的企业内光纤骨干网络一般采用放射、环状并存的方式进行配线，并在企业界区内设置两个或三个光纤交汇核心，该交汇核心通常设置在所在区域的通信负荷中心。各个交汇核心、各个生产装置控制室、主要的变配电所以及各个生产装置控制室之间都采用大芯数的光纤进行连接。

图2给出的是一个“工业园”级化工企业的“园区生产管理调度中心”结构示意图，园区内的“园区生产管理调度中心”是一个通过“综合通信网”集合了多个报警、显示、管理系统的联合调度、指挥平台，其主要包括有以下的功能：

（1）各个生产装置（分厂）之间原料、产品的供给情况及调配管理。

（2）各个生产装置（分厂）生产过程控制（DCS）的信息、重点区域有毒（有害及可燃）气体的监测数据及重点部位的CCTV图像信息等报警和显示。

图1 某外资企业全厂通信骨干网逻辑图

图2 园区生产管理调度中心结构示意图

（3）工业园区内主要的交通路口、重点部位的实时安全状况；园区内所有区域火灾报警信息的显示；个别重要区域周边的风向、风速显示；个别重点区域的实时气体监测、环保监测数据的存贮。

（4）工业园区内任何区域发生事故时，都能应急预案实施救助、疏散。

在生产管理调度中心内，管理人员可以及时地与各个生产装置的操作人员同步了解不同产品的生产过程、生产装置内可燃气体（有毒、有害）实时监测数据、重要区域的CCTV视频信息等，掌握企业全局的生产、安全状况。

6 结束语

一个现代化工业企业的发展在很大程度上依赖着工作效率的提高和消耗的降低，而实施这些措施的依据是生产过程的真实数据，因此建立一个安全、可靠、便捷的企业综合通信网是必须的，也是可行的。对于综合通信网的规划和建设，应提倡“长远规划、分布实施、综合利用”，要多方面的协调各专业间的关系，使有信息传输需求的各个专业能够了解综合通信网的用途和优点，能够主动的配合企业综合通信网的建设。