轧钢厂弱电工程总体解决方案构建集成化、高可靠性的弱电系统

一、项目概述与目标

1、项目背景

　　轧钢厂生产环境复杂，存在高温、高湿、粉尘、振动、强电磁干扰等不利因素。传统的弱电系统往往独立分散，难以满足现代智能制造、安全生产、集中监控和高效管理的需求。百实科技轧钢厂弱电工程总体解决方案旨在构建一个集成化、高可靠性的弱电系统平台。

2、总体目标

　　安全可靠：系统具备高冗余、抗干扰能力，保障连续稳定运行。

　　高效生产：为生产自动化、信息化提供实时、准确的数据通道和控制链路。

　　智能管理：实现全厂人员、车辆、设备、能源、环境的集中可视化管理。

　　预防为主：通过全面的监控和预警系统，提前发现安全隐患。

　　统一平台：打破信息孤岛，实现各子系统数据互联互通，为“数字孪生工厂”奠定基础。

二、设计原则

　　先进性：采用成熟且具有一定前瞻性的技术和产品。

　　可靠性：关键部位采用冗余设计(如核心网络双机热备、环网架构)。

　　安全性：包含物理安全、网络安全和数据安全。

　　扩展性：模块化设计，便于未来系统扩容和升级。

　　易维护性：系统架构清晰，提供友好的管理界面。

三、核心子系统解决方案

1、综合布线系统

　　骨干网：采用单模光缆，连接主办公楼、各车间(加热炉区、粗轧、精轧、卷取区、仓库等)的核心节点，形成万兆甚至更高带宽的环形或星形冗余主干。

　　水平布线：车间内采用工业级六类/超六类屏蔽网线或Cat6A网线，配以金属桥架和管道，防止机械损伤和电磁干扰。办公区采用标准六类非屏蔽系统。

　　无线覆盖：部署工业级高防护等级(IP67)的无线AP，实现车间、仓库等区域稳定的Wi-Fi 6覆盖，用于移动巡检、AGV调度、手持终端数据采集等。

2、工业网络与通信系统

　　网络架构：采用三层架构(核心层-汇聚层-接入层)。核心层万兆/40G交换，汇聚层千兆/万兆上联。在车间部署工业以太网交换机，具备宽温、防尘、抗振特性，支持环网协议(如ERPS/MSTP)实现毫秒级自愈。

　　网络安全：部署工业防火墙，在办公网、生产控制网、设备网之间进行逻辑隔离;部署网络行为管理、入侵检测系统。

　　语音通信：建设IP电话系统，与调度广播系统联动。在嘈杂区域配备抗噪话机。

3、视频监控系统

⚫前端设计：

　　关键工艺区(轧机、卷取机)：部署高热工业相机，带高温防护罩和自动降温系统(水冷/风冷)，实时监控轧制状态、带钢跑偏、表面缺陷。

　　出入口、通道、仓库：部署高清网络摄像机，支持人脸识别、车牌识别。

　　高温区域(加热炉)：部署在线式红外热像仪，监测炉内温度分布和钢坯温度。

　　周界及高空：部署全景鹰眼相机或高清球机。

　　后端平台：建设视频综合管理平台，支持超大规模接入，集成智能分析功能(如区域入侵、安全帽/工作服检测、人员聚集、火焰烟雾检测等)，并与门禁、报警系统联动。

4、人员/车辆定位与安全管理系统

　　技术选型：采用UWB(超宽带)高精度定位技术或蓝牙AOA技术。

⚫应用功能：

　　实时定位：显示人员/车辆在电子地图上的实时位置。

　　安全预警：进入危险区域(高温炉区、天车下方)自动声光报警，与广播系统联动。

　　电子围栏：虚拟划分安全区、危险区、作业区。

　　巡检管理：规范巡检路线与时间。

　　SOS求救：佩戴标签具备一键求救功能。

　　数据统计：分析人员分布、工作时长、车辆流转效率。

5、门禁一卡通系统

　　读卡方式：结合人脸识别(防尾随)+ IC卡 + 密码，高温区域可采用耐高温卡片或纯生物识别。

　　分级授权：根据人员职位、区域风险等级设置不同的通行权限和时间段。

　　联动控制：与消防系统联动，火警时自动打开逃生通道门禁;与视频监控联动，刷卡时抓拍图片或录像。

　　扩展应用：集成考勤、消费(食堂)、梯控等功能。

6、公共广播与紧急指挥系统

　　多级分区：按车间、办公区、生活区分区广播，支持寻呼。

　　背景音乐与消防广播：平时播放背景音乐或通知，火警时强制切换到消防广播，并联动相关区域的门禁、视频。

　　抗噪设计：车间内使用高声压、高清晰度的号角扬声器，确保噪声环境下指令清晰可闻。

7、环境监测与能源管理系统

　　监测内容：在重点区域部署传感器，监测温度、湿度、粉尘浓度、有害气体(CO)、噪声等。

　　平台集成：数据上传至中心平台，实时显示、超限报警、生成报表，并可联动通风、除尘设备。

　　能源子系统：通过智能电表、水表、气表采集数据，进行能耗分析与优化。

8、机房工程

　　位置选择：位于厂区安全、洁净的中心区域。

　　建设内容：包含防静电地板、精密空调(恒温恒湿)、UPS不同断电源、气体消防系统、动力环境监控(温湿度、漏水、烟感、视频)、防雷接地等。

四、系统集成与平台建设

　　集成方式：通过标准协议或开发专用接口，将以上所有子系统数据集成到一个平台上。

平台功能：

　　“一张图”可视化管理：在三维/二维电子地图上，集中展示视频、定位、门禁、报警、环境等所有信息。

　　智能联动：自定义联动规则(例如：人员闯入危险区域 -> 定位系统报警 -> 平台弹出现场视频 -> 关闭相关设备 -> 广播发出警告)。

　　大数据分析驾驶舱：对生产安全、人员效率、能耗数据等进行综合分析和可视化呈现。

　　统一告警中心：接收所有子系统的报警，进行分级、分类、通知和处理跟踪。

五、实施要点与注意事项

　　前期勘察：必须深入现场，详细了解工艺、环境、电磁干扰源和现有基础设施。

　　设备选型：必须选择工业级产品，具备相应的防护等级(IP等级)、宽温工作范围和抗电磁干扰(EMC)认证。

　　管线敷设：强弱电分离，采用金属管/槽良好接地，远离大电流动力电缆。

　　防雷接地：全系统建立完善的防雷接地网，所有设备、机柜、管线可靠接地。

　　施工协调：与土建、强电、工艺设备安装等专业密切配合，合理安排工期。

　　文档与培训：提供完整的竣工图纸和技术文档，并对甲方运维人员进行系统化培训。

六、效益分析

　　安全效益：大幅降低安全事故发生率，实现从“人防”到“技防”的转变。

　　管理效益：实现精细化、数字化管理，提升决策效率和准确性。

　　生产效益：保障生产连续稳定，通过预测性维护减少非计划停机。

　　经济效益：优化能源使用，降低能耗成本;减少人力巡检成本;提高资产利用率。

　　百实科技轧钢厂弱电工程总体解决方案为轧钢厂构建了一个全方位、立体化的弱电神经系统，不仅满足基础的安全与通信需求，更是向“智慧工厂”迈进的坚实信息基础设施。