南洲水廠工程是我設計院在2001年重要設計項目，它是廣州市自來水公司第一座全自動化控制、日處理能力為100萬立方米的大型自來水生產廠，其自動化控制達到安全可靠、優質供水、節能降耗、管理方便要求。通訊系統的可靠、穩定地正常運行，是水廠自動化生產提供重要保證，而科學合理地綜合布線又是通訊系統的重要組成部分。為保證南洲

 

南洲水廠工程是我設計院在2001年重要設計項目，它是廣州市自來水公司第一座全自動化控制、日處理能力為100萬立方米的大型自來水生產廠，其自動化控制達到安全可靠、優質供水、節能降耗、管理方便要求。

通訊系統的可靠、穩定地正常運行，是水廠自動化生產提供重要保證，而科學合理地綜合布線又是通訊系統的重要組成部分。為保證南洲水廠對數據傳輸的工作要求，需要建立一個安全、穩定、快速的網絡平臺。下面談談南洲水廠通訊系統綜合布線設計和施工。

1南洲水廠通訊網絡結構

南洲水廠通訊網絡主干網采用光纖為傳輸介質的工業以太網。現場控制采用DeviceNet、ControlNet等現場總線將其連接成現場控制層網絡，監測儀表通過Modbus現場總線構成現場監測網絡，各工作站主控PLC通過交換機連于全廠主網，近距離移動設備（排泥車）采用低功率無線傳輸，遠距離的取水泵站（30km外），通過VPN及無線方式通訊。其中公司調度室、取水泵站、和取水管道，采用了中國移動GPRS方式進行數據傳送。南洲水廠通訊網絡圖，見圖1。

2設計要求

第一，能適應水廠要求的數據量（桌面支持100Mbps及主干千兆光纖以太網），滿足水廠網絡數據傳輸的需要，并充分考慮以后可能的應用需求。

第二，網絡結構采用星形結構，使用以太網技術組網，主干網絡1000M，各配線間之間以光纖互連，100M交換到桌面。

第三，網絡設備采用目前IP網絡上標準的產品和技術來組建網絡。

第四，具有極高的可靠性能，確保系統可靠地進行低速及高速數據通信。

第五，結構靈活、方便，對建筑物內環境提供完全兼容的支持彈性及適應性，確保系統適應未來應用類型及布局等變化。

第六，網絡設備要求有穩定、可靠的通訊質量，技術成熟穩定，故障率低。

第七，網絡設備在目前國內網絡及通訊市場是主流產品，應用較為廣泛，用戶較多，其發展和前景有保障，維護方便容易，有較好的性能價格比。

第八，隨著網上應用的發展和深入，網絡支撐設備會不斷的升級，具有很好的使用延續性。

第九，在設計方案上，采用內外網物理隔離，考慮系統的安全，保證系統的安全性等方面的相關網絡問題。

 

 

3設計標準選擇

目前最具權威性的布線標準有二個：一個是ISO11801標準，另一個是EIA/TIA568A標準。ISO11801標準是由國際標準化組織頒布的綜合布線系統國際標準，EIA/TIA568A標準是由美國電子工業協會和電氣工業協會頒布的綜合布線系統國家標準。經過分析對比，南洲水廠通訊系統布線工程設計和施工采用以ISO11801標準為依據，參照《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》設計。

4布線系統選擇

由于結構化布線系統有以下特點與優勢，所以南洲水廠通訊系統采用結構化布線系統。

結構化布線系統特點：①模塊化結構－結構化布線系統的設計使得用最小的附加布線與變化（如果需要的話）就可實現系統的搬遷、擴充與重新安裝。②獨立于應用－作為CCITT七層協議中最底層的物理層，結構化布線系統構成了某種基本鏈路，象一條信息通道一樣來連接樓宇內或室外的各種低壓電子電氣裝置。這些信息路徑提供傳輸各種傳感信息及綜合數據的能力。③靈活方便性－系統的設計同時兼容話音及數據通信應用。這樣一來減少了對傳統管路的需求，同時提供了一種結構化的設計來實現與管理這一系統。④技術超前性－系統允許用戶有可能采用各種可行的新技術。這是因為結構化布線系統獨立于應用，并能對未來應用提供相當的余度。

根據廣州南洲水廠的實際情況，我們采用結構化布線系統對各布線子系統進行設計。

工作區子系統（WORKAREASUBSYSTEM）：工作區子系統由安裝在各房間內的信息墻座和連接墻座與終端設備的跳線組成，可滿足電話機、數據終端、計算機、監控器等設備的設置和安裝，在設計時要考慮：①在作總體規劃時選定的布線系統的類型特點；②將來使用的終端設備的類型和特點；③終端設備安裝的位置及從信息墻座跳接設備時要方便安全；④采用的信息墻座的類型要適合特定房間環境的裝修以及便于維護和擴展。

根據水廠的建筑結構特點，采用墻上型信息插座。

水平子系統（HORIZONTALSUBSYSTAM）：水平子系統是由傳輸介質構成的，傳輸介質的選擇是布線系統工程的關鍵因素之一。設計、施工、技術和工藝等都與選擇的傳輸介質有關。

采用8芯室外多模光纖作為本系統的水平干線系統。

垂直干線子系統（RISERBACKONESUBSYSTEM）：垂直干線子系統在傳輸性能要求上與水平子系統相同，但在應用方面的要求卻有所不同，因為垂直子系統中線纜是沿著豎井垂直安裝，所以線纜的自重的影響必須考慮。在工程實踐中，通過兩個方法來解決這個問題：①數據干線選用超五類4對數電纜作為傳輸介質，可滿足未來網絡設備對多通道技術的需要以及冗余備份的使用。②因垂直系統將自上而下垂于樓內豎井，如長期自然懸垂將產生變形，因此垂直干纜需在電纜橋架上加以固定，具體干線路由及施工方案將在最終設計時加以確定。

布線柜子系統（RACKSUBSYSTEM）：系統的所有端接配件安裝在標準的19布線柜之中，柜內配有超5類配線架和理線架。

設備子系統（EQUIPMENTSUBSYSTEM）：布線系統廠商并不提供設備子系統產品，但該子系統是整個布線系統的重要組成部分，主布線柜的設計要與之很好地配合。

管理子系統（ADMINISTRATIONSUBSYSTEM）：它包括兩個部分：設計軟件和標識軟件。結合現場施工記錄文檔，測試記錄文檔，應用說明文檔，培訓資料文等，根據ISO11801標準和EIA/TIA606標準構成完整的管理子系統。

5施工設計

5.1施工方案設計的依據

 

 

5.2施工設計要求

在結構化布線系統施工設計階段就考慮在工程施工的全過程如何對工程質量作出有效的管理和監控的問題。為了保證工程質量，結構化布線系統施工設計應解決好以下幾方面的問題：①施工設計：要根據工藝要求和水廠結筑物特點，同用戶一起規劃出管線施工圖。施工設計的合理性對工程質量是至關重要的。②施工過程：施工過程的工藝水平與工程質量有直接的關系，整個施工過程可分成三個環節，即管道安裝，拉線安裝和配件端接。通過細化安裝操作的各個環節來保證對施工質量的控制。③施工管理：為工程實施制定有詳盡的流程，以便于對工程施工的管理。保證工藝質量和及時糾正出現的問題。④質量控制：要求由用戶、施工單位和監理單位組成質量監督小組，并編制質量控制日志，由有關的負責人簽字。

5.3管道材料選擇和施工要求

第一，水平子系統。水平子系統的走線管道由兩部分構成：一部分是每層樓內放置水平傳輸介質的總線槽，另一部分是將傳輸介質引向各房間信息接口的分線管或線槽。從總線槽到分線槽或線管需要有過渡連接。

總線槽要求寬度與高度的比例為了3∶1，在線槽中放置的雙絞線應不超過線槽總容量的52%。在線槽中放置的雙絞線密度過大會影響底層雙絞線的傳輸性能。

水平線槽一般有多處轉彎，在轉彎處應留有足夠大的空間以保證雙絞線有充分的彎曲半徑。根據EIA/TIA569標準，五類4對非屏蔽雙絞線的彎曲半徑應不小于線徑的8倍。最新的標準認為，彎曲半徑大于線徑的4倍已可以滿足傳輸要求了。但有一點是重要的，即保持足夠大的彎曲半徑可以保證系統的傳輸性能。在水平線槽的轉彎處，應有墊襯以減小拉線時的摩擦力。水平子系統線槽或線管采用鍍鋅鐵槽或金屬管。

第二，垂直子系統。垂直子系統用于跨越樓層的傳輸，一般采用多對數雙絞線或多模62.5/125室內光纖，該系統采用25對三類或五類雙絞線。雙絞線和光纖對安裝有不同的要求，雙絞線垂直放置于豎井之內，由于自身的重量牽拉，日久之后會使雙絞線的絞合發生一定程度的改變，這種改變對傳輸語音的三類線來說影響不是太大，但對需要傳輸高速數據的五類線，這個問題是不能被忽略的，因此設計垂直豎井內的線槽時應仔細考慮雙絞線的固定。雙絞線的固定時的力的大小是應該受到重視的一種技巧，如果扎線太緊可能會降低NEXT值，從而影響線纜的傳輸性能。

垂直子系統的線槽引向管理子系統布線柜的部分可能需要沿水平方向安裝，由垂直向水平過渡應留有足夠大的空間以保證電纜有充分的彎曲半徑。一般大對數電纜的彎曲半徑都應大于線徑的20倍。垂直子系統線槽或線管采用鍍鋅鐵槽或鐵管。

第三，管理區子系統。管理區子系統是工程施工中考慮最復雜的部分。這部分施工應充分考慮環境影響和端接工藝的影響。

電磁輻射是考慮管理區子系統安裝環境的主要因素。電磁輻射的影響主要來自兩個方面：一是環境對系統傳輸的影響，一是系統在信息傳輸過程中對環境設備的影響。在建筑物內，環境對系統傳輸的影響主要來自強電磁輻射源，如電臺，建筑物內的電梯、水泵電機、機組高壓開關柜等。這些干擾源的影響較大，應考慮采取屏蔽措施，或選擇距離較遠的位置。

布線系統的端接工藝是直接影響系統性能的重要因素。必須具有相應資質的工程師安裝。

連接配件的安裝工藝主要影響布線系統的近端串擾和衰減，而這兩個參數是判斷系統性能的重要依據。一般要求雙絞線的絞合拆開小于0.5英寸。

在管理區子系統還要考慮環境的通風，照明，酸堿度，濕度等條件，（如投加控制室）這些因素將對端接配件造成腐蝕和老化，日久之后會影響系統的性能。

管理區子系統內的安全性也要加以考慮，端接配件要求安裝在布線機柜或墻柜內。

第四，工作區子系統。工作區子系統在施工時要考慮的因素較多，因為不同的房間環境要求不同的信息墻座與其配合。在施工設計時，應盡可能考慮用戶對室內布局的需要，同時又要考慮從信息墻座聯接應用設備（如計算機，電話等）方便和安全。

5.4數據墻座的選擇

布線系統數據插座既適合安裝在墻上，也適合安裝在地面上。對于廣州南洲水廠的網絡布線系統，我們采用墻上安裝盒。

6施工過程要求

施工過程由三個方面完成：管道安裝，拉線安裝和配件端接。

6.1管道安裝

工藝質量滿足國家電信部門有關的施工規范和EIA/TIA569標準。布線橋架的焊接，線槽的過渡聯接滿足國家電工標準中對強電安裝的工藝和安全要求。

6.2拉線安裝

在結構化布線系統中，采用的傳輸介質一般有兩種類型，一類為雙絞線，另一類為光纖，對拉線施工的技能要求較其它布線高得多，在拉線時都要求輕拉輕放，為了避免不規范的施工操作有可能導致傳輸性能的降低，甚至線纜損傷。

拉線時的拉力不能超過13磅（約20kg）。要求：①拉線時每段線的長度不超過20m，超過部分必須有人接送；②在線路轉彎處必須有人接送。

6.3配件端接

配件端接的工藝水平將直接影響布線系統的性能。所有的端接操作都將由經過專業培訓的工程師完成。

7結束語

自2004年9月投入運行以來，系統穩定可靠，滿足生產實際需要，為南洲水廠的飲用凈水生產發揮了重要作用。

參考文獻：

[1]賴源平，劉振汗，梁聯堅.南洲水廠自動化綜合監控系統[J].中國給水排水，2006（20）.