
一、前言
水泥生產作為流程工業,具有環境惡劣、工藝流程復雜、設備繁多、安全要求高等特點。一套先進、穩定、集成的弱電系統是保障其安全生產、提高運營效率、實現節能減排和邁向“智能工廠”的關鍵基礎設施。百實科技水泥廠弱電系統集成解決方案旨在為水泥廠提供一個全面、可靠、可擴展的弱電系統整體規劃。

二、設計原則
安全性與可靠性:系統設計首重安全,確保生產過程監控、人員安全和數據安全。關鍵設備采用冗余設計,網絡結構具備高可靠性。
先進性與成熟性:采用業內主流、成熟的技術和設備,確保系統在一定時期內保持先進,避免過早淘汰。
集成性與開放性:各子系統采用標準協議,便于集成到統一的管理平臺,實現數據共享和聯動控制。
可擴展性與靈活性:為未來工廠升級、產能擴張預留接口和容量,系統架構靈活,便于擴展。
易維護性與管理性:系統應便于日常維護、故障診斷和管理,降低運營成本。
環境適應性:所有設備選型必須滿足水泥廠高粉塵、高濕度、振動、腐蝕和寬溫等苛刻環境要求。
三、系統組成與詳細方案

弱電系統工程主要包含以下幾個子系統:
1、綜合布線系統
作為所有信息系統的“神經網絡”,是基礎中的基礎。
骨干網絡:廠區主干采用單模光纜,連接中央控制室、生產線中控站、礦山、碼頭、辦公樓等區域,確保長距離、高速數據傳輸。
水平布線:車間、辦公區內部采用工業級六類或超六類屏蔽網線,增強抗電磁干擾能力。
無線覆蓋:在辦公區、主要巡檢路線和關鍵設備區部署工業級Wi-Fi 6/6E無線AP,為移動巡檢、手持終端、AGV等提供靈活接入。
特殊要求:所有信息點、配線架、模塊均需采用工業等級,防護等級不低于IP65。線纜需采用低煙無鹵阻燃型。
2、工業網絡系統
構建一個分層、安全、可靠的網絡架構。
?網絡架構:采用經典的三層架構:
核心層:位于中央控制室,部署高性能核心交換機,實現全廠數據的高速交換。
匯聚層:在各主要工藝段(如原料制備、窯磨、包裝發貨)部署匯聚交換機,通過光纖上聯核心。
接入層:在車間、配電室等區域部署工業以太網交換機,通過光纖或網線連接前端設備(PLC、攝像頭、儀表等)。
?設備選型:全部采用工業級交換機,具備寬溫、防塵、防潮(IP40及以上)、抗強電磁干擾特性,支持環網協議(如ERPS/MSTP)實現毫秒級故障自愈。
?網絡安全:
在信息網與控制網(OT網)之間部署工業防火墻,進行邏輯隔離和訪問控制。
部署網絡管理系統,實現對全網設備的實時監控、配置管理和故障告警。
3、安全防范系統
構建“人防、物防、技防”相結合的安全體系。
?視頻監控系統:
前端:在全廠關鍵工藝點(窯頭、窯尾、煤磨、危化品庫)、出入口、周界、運輸廊道、發貨區等部署高清網絡攝像機。類型包括:防爆型球機(用于煤磨等爆炸性環境)、熱成像攝像機(用于窯筒體溫度監測、早期火災預警)、全景鷹眼攝像機(用于監控大型車間全景)。
存儲:采用NVR或CVR進行集中存儲,存儲時間不少于90天。關鍵區域視頻需進行冗余備份。

?入侵報警系統:
在廠區周界部署周界入侵探測系統(如振動光纖、紅外對射),一旦有人非法闖入,立即聯動視頻監控彈出畫面、聲光報警和記錄。
在重要機房、財務室等部署紅外/微波雙鑒探測器、門磁等。
?門禁一卡通系統:
在主要建筑出入口、重要車間、變配電室、中控室等設置讀卡器/指紋/人臉識別門禁。
系統可與考勤、消費、巡更等功能集成,實現“一卡通”管理。
設置嚴格的權限管理和進出記錄追溯。
?車輛管理系統:
在廠區大門、地磅、發貨區等部署車牌識別系統,實現車輛自動登記、稱重無人值守、自動裝車引導,提高物流效率,防止作弊。
4、智能樓宇與公共廣播系統
?公共廣播/緊急廣播系統:
在全廠生產區、辦公區、生活區部署防水音柱和號角揚聲器。
系統具備背景音樂播放、生產調度通知、尋呼功能,并能在火災等緊急情況下強制切換到緊急廣播,指揮疏散。
有線電視系統:在辦公樓、宿舍等生活區域提供有線電視信號。
?機房工程:
為中央控制室、信息中心機房、各區域弱電間提供標準化的環境,包括:防靜電地板、UPS不間斷電源、精密空調、氣體消防系統、環境監控(溫濕度、漏水、煙霧)等。
5、特殊應用系統
?人員定位系統:
在廠區內(特別是高危區域如預熱器塔架、窯頭、密閉空間)部署UWB或LoRa定位基站。
為巡檢人員、外來訪客佩戴定位標簽,實時追蹤人員位置,實現SOS緊急求救、電子圍欄(越界/滯留告警)、巡檢路線考核等功能,極大提升人員安全管理水平。
?設備狀態在線監測系統:
這不是傳統弱電范疇,但弱電網絡是其數據傳輸的載體。通過在大型旋轉設備(如風機、磨機)軸承上安裝振動、溫度傳感器,利用無線或有線方式將數據傳至分析平臺,實現預測性維護。
四、系統集成與智能管理平臺
為避免“信息孤島”,建議建設統一的廠級智能安防管理平臺或工業互聯網平臺。
?集成能力:平臺應能無縫集成視頻監控、門禁、報警、廣播、車輛管理、人員定位等子系統。
?聯動功能:
周界報警聯動附近攝像頭跟蹤錄像和廣播警告。
火災報警聯動門禁打開逃生通道、強制切換廣播。
人員進入高危區域,系統自動告警并通知管理人員。
?可視化展示:基于廠區GIS地圖或3D模型,實現“一張圖”管理,直觀展示所有弱電設備的運行狀態、報警信息、人員車輛位置等。
五、實施要點與注意事項
?管線敷設:嚴格按照工業環境規范施工,電纜橋架、保護管需做防腐處理。動力電纜與弱電電纜分開敷設,保持安全距離。
?防雷與接地:所有室外設備、線路進出端必須安裝防浪涌保護器,并建立獨立、良好的弱電接地系統。
?設備選型:堅決使用工業級產品,不可用商用品替代。關注設備的防護等級(IP)、工作溫度范圍、EMC電磁兼容性等指標。
?后期維護:制定詳細的運維手冊,建立定期巡檢制度,確保系統長期穩定運行。
百實科技水泥廠弱電系統集成解決方案為水泥廠構建了一個全方位、多層次、智能化的弱電系統框架。通過將各個獨立的子系統有機整合,不僅能有效保障工廠的人員與資產安全、規范管理流程,更能為水泥生產的數字化、智能化轉型提供堅實的數據基礎和管理手段,最終助力水泥企業實現降本增效和安全綠色生產。
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