支撑工业4.0-浅谈智能工厂的网络综合布线

黄涛

（中航飞机西安飞机分公司 陕西西安 710089）

支撑工业4.0-浅谈智能工厂的网络综合布线

黄涛

（中航飞机西安飞机分公司 陕西西安 710089）

本文简要介绍了在“工业4.0”背景下，智能工厂IT基础设施的建设，以及能够适应适应智能工厂的网络综合布线系统的设计和实施。

工业4.0；智能工厂；网络综合布线

德国是最早提出“工业4.0”概念的国家，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，以保持德国的国际竞争力，并试图在工业领域继续保持全球领先的地位。

工业4.0是一个发展的概念，他包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式，是以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法，将全面颠覆传统的制造业的思维方式。

近年来，制造业面临的竞争日趋激烈，市场需求不断变化，造成产品生命周期越来越短，制造成本也越来越难以控制，此外，厂商还要随时面对不稳定的订单，少量多样的生产以及库存压力等问题，而通过整合平台、软件、硬件，让制造系统更加完善，让工厂精确的管理原料、制造过程及产品，不但能够降低成本也能提高效能，因此，提升工厂信息化建设水平，向智能工厂迈进势在必行。

在现阶段，智能工厂的运行主要依托于用于生产现场生产设备操作指令传输、设备数据采集（DNC/MDC）等的工业网络建设和用于生产制造执行系统（MES）的网络建设以及安防、环控等网络系统。

大部分传统工厂因为没有充分考虑到信息化的需求，在厂房建设初期，仅仅设计建设了针对办公环境的网络系统，工厂的运营信息都通过现有网络系统进行传递，在厂房的生产现场几乎没有布置信息化网点，在将生产、设计信息和指令向下传达时，往往需要由专人通过人工的方式完成。

类似于传统工厂升级改造为智能工厂，首先需要进行网络综合布线系统的改造，由于业务需要以及环境相对复杂，生产现场成为改造重点和难点。传统工厂由于使用时间比较久远，生产设备、各种物料已经占据了大部分的厂房面积，在这种情况下，使用无线网络成为改造方案的首选，这种方案的优点是改造周期短、投资少，改造期间基本不影响生产。如果客观条件不允许，则必须采用生产现场施工进行线缆敷设的方式，这种方式相对于搭建无线环境，改造周期长、投资大、有时会影响正常生产的节奏。但是优点也很明显，网络信号抗干扰能力强，在有些复杂、恶劣环境下，可以更好的保证生产的连续进行。

对于有智能化生产需求的新建厂房，为避免网络综合布线二次设计带来的浪费以及其他不确定性，信息化相关部门有必要在厂房的土建设计阶段就参与相关设计，在满足国家相关规范和要求的前提下，从整个网络系统的稳定性、可靠耐用性、易维护性、可扩展性等几个方面设计、建设网络综合布线系统。

要达到以上性能要求，设计与施工需要注意以下几点：

1 设计和实施须至少满足以下规范和要求

《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）、《综合布线系统验收规范》（GB50312-2007）、《涉及信息设备使用现场的电磁泄露发射防护要求》（BMB5-2000）、《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）等。如果是涉密网络系统，还需满足以下规范和要求：《涉及国家秘密的信息系统分级保护管理规范》（BMB20-2007）、《涉及国家秘密的信息系统分级保护技术要求》（BMB17-2006）等。

2 布线要求

（1）设计路由时，采用双绞线敷设的应保证终端设备网络接口与网络设备之间的布线总距离小于90m；

（2）网络双绞线线路须与其他线缆分开走线，并具有良好的浪涌保护、电磁隔离功能，采用管路保护和接地措施；

（3）建议网络布线中主干部分采用金属桥架方式敷设，所设计的主干桥架要求能够覆盖整个厂房或综合办公楼；

（4）在部分可能产生工业污染物（震动、噪音、粉尘、电磁辐射、化学试剂等）的工作场所进行网络布线时，所有的管路、线缆及接插件要求采用防尘、防水、防油、防锈、防电磁干扰的工业级产品，线缆及接插件防护级别不低于相关标准；

（5）对结构有特殊要求的厂房或者线缆数量较多的厂房建议建设地下综合管沟。

3 网络弱电间环境要求

（1）网络弱电间总体按照C类机房标准设计，弱点间应避免设计窗户，面积应满足设备设施安装（包括网络机柜、UPS设备等）和维护空间需求。所有网络弱电间应采用独立房间，尽量不与其他弱电系统共用房间；

（2）网络弱点间内装修设计选用材料的燃烧性应能符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222）的有关规定；

（3）网络弱电间顶棚、强面、地面应选用不起尘、符合国家相关标准的材料，同时应保证表面平整、光滑。地面应按照国家相关标准敷设防静电地板，防静电地板离地高度应根据电缆布线和空调送风要求确定，一般情况下地板离地高度不宜小于30cm；

（4）网络弱电间应提供可靠的接地装置，接地电阻值及接地装置的设置应符合国家相关要求；

（5）网络弱电间须尽量安装恒温恒湿空调设备，并配置远程管理模块，以确保室内温度控制在18～28℃，同时要求设计满足空调供电和排水所需的环境；

（6）网络弱电间须尽量部署环境动力监控系统，包括漏水报警、温湿度监控、空调监控、UPS状态监控、门禁系统等。

4 供电要求

网络弱电间须配备具有远程管理模块的UPS设备，有条件的，可通过敷设光电复合缆单独为整个厂房内的网络设备供电，供电须直接取自厂房主配电柜或变电站并安装独立空开，该UPS设备不得与其他系统共用。

5 其他要求

在满足国家相关法律法规的条件下，按照用户要求进行设计与施工。

综上所述，智能工厂的目标就是将IT与生产应用有机的结合起来，因此，IT基础设施将是贯穿智能工厂架构的最基础及重要的一环，而适应智能工厂的网络综合布线系统将是实现这个目标的基础，值得我们更加深入的研究及探讨。

[1]《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）.

[2]《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）.

TF345

A

1004-7344（2016）20-0274-01

2016-7-1

黄涛（1980-）男，工程师，本科，主要从事计算机网络方面工作。