工业现场的自动化控制，从采用二型、三型工业控制仪表搭建的控制系统到PLC(可编程控制器)，到DCS（集散控制）系统，在设计和实施过程中，结合生产流程及工艺要求，通过各类传感器对生产过程中温度、压力、流量、物位等参数进行检测；基于现场各类参数，通过控制器、计算机系统，实现对生产流程的调节和控制，非常严谨和全面。与生产流程的自动化水平相比，很多工厂对于人员管理、生产环境控制、节能降耗、厂区安全方面的管理相对薄弱。近年来，为了进一步加强管理，提高人员的利用率，同时降低能耗，越来越多的企业倾向于在工业现场应用建筑智能化系统集成技术，提高工厂的环境和管理水平。
对于各类不同的建筑形态，由于其功能需求不同，对智能化系统功能要求的侧重点也各不相同，故在办公建筑、体育场馆、公共设施、医疗机构等应用中的考虑到的功能特点和系统设置原则也不尽相同。工厂厂区的建筑智能化系统更要结合实际情况，针对特殊环境、特殊要求、特殊用途，对系统配置进行灵活的调整和设计。由于各类工厂的生产流程和生产工艺不同，其工业厂房、装置区域、材料及成品仓库等对环境的要求就各不相同（如：食品、制药、电子行业厂房的洁净度要求；化工厂、炼油厂、有粉尘产生的厂区对防爆等级要求等）在选择现场设备和设备精度的过程中要有所考虑；部分变配电站，泵房，特殊设备间等建筑，在工艺和管理上需要进行监控，但环境（强光、噪音、有害气体、辐射等）不适合安排人员在内值守；对生产流程的重要环节和车间内的重要区域，更有必要通过闭路电视系统进行监控，以便在控制室内及时掌握情况，同时便于出现问题查找原因；对于厂区内的重要区域，如特殊生产车间、重点材料仓库、质检中心、装置区，有必要对人员的出入进行管理和控制。
在以下篇幅中，笔者将结合以往工业现场施工经验和近年来在智能建筑集成系统实施过程中的案例，以近期完成的某药厂新建厂区智能化系统为例，介绍智能建筑系统集成技术应用于工业现场的环境控制、安全控制、人员管理，并实现管理信息资源共享情况。
厂区智能化系统建设目标
近些年，我国制药工业发展迅猛，在一些制药业较为发达的地区兴建了大批医药厂房。同时大部分旧厂房也面临改造，以适应国家药品生产管理规范（GMP）的要求。随着制药企业竞争的加剧，生产环境能否达到认证要求已经成为保证药品质量和决定制药企业生存发展的重要因素，因此对药厂净化空调系统的控制显得尤为重要。同时，基于药厂产品特殊性考虑，对确保厂区的安全和加强生产技术人员管理要求日益提高。故药厂新建厂区智能化系统应以服务制药工艺流程及管理要求为中心，以信息共享、确保设备、装置安全运行为宗旨，通过采用现代信息网络技术，即：网络通讯技术、综合信息集成技术、自动化控制技术，以及数字化、智能化技术，进行精密设计、优化组合，服务于生产流程，加强生产管理和人员管理，提高工作效率，适应工厂信息化条件下管理、控制、服务一体化集成的要求。
药厂新建厂区智能化系统设计原则
药厂新建厂区智能化系统将按以下原则予以设计：
（1）采用先进、成熟、实用技术；
（2）将系统按功能、按层次作结构化模块处理；
（3）各分系统实现智能化自控，系统间实现数据共享，所有人机界面友好和易于操作；
（4）采用标准化系统和设备，遵循国际化标准协议；
（5）各系统具有开放性，在数据接口上能提供多种与第三方系统衔接的工具；
（6）具有可扩充性和灵活性，兼容未来技术的发展趋势；
（7）构成的系统必须具有可靠性和容错性。提供安全、快速的故障恢复功能。
药厂新建厂区的智能化系统建设必须实现先进性和稳定性结合；可靠性与易操作、易维护性结合；最高的性能和最低价格相结合；可扩展性与可升级换代相结合；安全性和保密性相结合。整体系统的网络管理应建立在工业标准的基础上，充分利用网络本身的数据传输和资源共享能力实现对网络的管理，包括对各智能化系统运行状态的监控、分析、优化、故障监测及在线排除、以及设备和部件的容错方式等等。集成系统的可管理性是各子系统能正常运行的保证，是综合集成系统的基本性能要求。
药厂新建厂区智能化系统功能设计
该药厂新建厂区由办公楼、1、2号生产车间（质量控制中心位于车间一层洁净区域内，现场办公室位于车间局部二层，更衣室等位于洁净区域外，通过专用出入口通往洁净车间）原料仓库、成品仓库、循环水站、变电所及2个门卫室。结合厂区情况，在此新建厂区的智能化集成系统中，我们设计了以下几个部分的功能：
1、 楼宇管理系统：
1) 厂房洁净空调控制系统
2) 环境参数监视
3) 送排风系统
4) 给排水系统
5) 公共区域照明控制系统
6) 厂区绿化喷灌系统
2、 安全防范系统：（安防一体化平台）
1) 消防自动报警及广播系统
2) 闭路电视监控系统（包括公共区域的监控和生产过程的监控）
3) 红外线报警系统
4) 一卡通系统（包含了门禁、巡更、考勤管理、就餐管理、资料借阅管理功能）
3、 通信及计算机网络系统：
1) 综合布线系统
2) 计算机网络系统
3) 无线网络系统
4) 程控交换机系统
以上系统中，以通信及计算机网络系统为信息交互平台，以楼宇管理系统作为系统集成平台，在实现楼宇机电设备及参数监控的同时，通过接口实现与安全防范各子系统的集成，通过分析工厂工作流程，预测可能发生的各种情况，设计一系列紧急情况处理预案，最大程度地满足生产环境、工艺、厂区安全、人员管理、信息收集整理等多方面需求。该系统集成平台还可提供数据库接口，为办公自动化系统提供必要的基础数据，为构建工厂的ERP平台创造条件。
重点子系统功能描述
楼宇管理系统：净化空调自控系统
从保证净化厂房环境参数的角度讲，净化空调系统设计、空调设备及空调工程质量是达到认证要求和保证药品质量的基础。但是要想长期稳定地保持净化厂房的环境要求，还必须有一套针对空调系统完善而有效的控制手段，因此厂房洁净空调控制系统成为了整个智能化集成系统中的重中之重，是作为这个系统的核心和基础平台来考虑的。
净化空调自控系统（BAS）是一套对净化空调设备及净化空间的环境参数进行自动化监视和控制的系统。主要包括净化空间温度、湿度、压力、空气流速等参数的监控。其主要作用是通过自动化的调控手段，使得净化空调系统始终在设计工况范围内运行。
药厂净化空调服务对象是药厂的净化厂房。净化级别是净化厂房洁净区的重要指标。自控系统通过对房间静压、送/排风量的控制来满足对洁净区压差、换气次数、气流组织的设计要求，从而保证洁净区的洁净度；相对而言，药厂净化厂房洁净区对温、湿度的要求相对宽松，通过对空调机组水阀、风门等的控制可以较容易地实现洁净区温湿度调节。可以说对净化空调的控制核心是对洁净区的压差换气次数控制。
在净化空调自控系统中，通常采用对送、排风风门的控制来维持洁净区压差。如果送、排风机转速可调，还可以采用风机转速和风门控制的双闭环控制模式。这种控制模式更为理想，但造价较高。无论采用单闭环或双闭环哪种控制模式，只要空调系统设计合理、安装质量过关，都能达到满意的调控效果，且适应范围宽，调节迅速、可靠。
净化空调自控系统不仅能够进行工况调节，还能通过对机组的运行时间、热、湿负荷等的控制实现节能。此外，自控系统还能对机组关键部件进行自动检测，以便及时更换或维修，尽量减小设备维修对生产的影响。
综合生产车间净化空调控制系统对综合生产车间的组合式空调机组、中效过滤排风机实现如下控制功能：
监控主机可观察到整个控制系统中受控设备的状态(当然出于系统安全考虑这还要受操作员权限的限制)。在本系统中，可通过图形显示直观了解到被控系统各工艺点的参数，对相关设备的监视及控制，从而掌握整个系统的运行状态。通过图形操作可以很容易实现设定点的改变，冬/夏季转换操作，自动报警及报表打印，提供主要参数点的动态跟踪和历史跟踪等功能。由于以图形方式显示，非常直观，便于操作员了解系统状态的变化。
针对空调机组的控制功能：
1．温、湿度控制
监测空调机组的回风温、湿度及送风温度。
根据回风温度与温度设定值的比较，通过PID算法自动控制机组的二通水阀的开度，维持洁净区温度的恒定。
根据送风湿度决定加湿阀的开闭。
当一次加热盘管后的空气温度低于5℃时，系统发出防动报警，热水阀全开，降低风机转速，维持最小送风量。
2．洁净区换气次数、压差控制
在主洁净室接近送风口处设空气流速变送器，根据空气流速的变化调节送风机转速，使送风量保持在设定范围内，从而保证换气次数满足设计要求。
在主洁净室安装微压差变送器，通过调节送/排风机转速比或调节送/排风阀开度使主洁净室的正压保持恒定。
3 其它
监视送、排风机的运行状态、故障信息。
累计风机运行时间，当累计值达到设定值时发出检修信号。
监视初、中效滤网，堵塞后两端压差增大，自动向监控系统报警，提醒更换滤网。
可根据业主实际需要或时间表控制空调机组的最优化启停，也可对设备进行远程控制。
所有工况可用文字和图形显示于计算机界面上，并可打印记录。
纳入到楼宇管理系统中的其余各子系统：如环境参数监视、送排风、给排水、公共区域照明控制、厂区绿化喷灌控制，均为常规做法，在此不再赘述。
安全防范系统：一卡通系统
以门禁系统为基础平台，并通过接口与楼宇管理系统实现集成。对重点办公室、洁净生产区域、质量控制中心、原材料库房、成品仓库、控制室机房等房间，设置门禁系统，根据不同授权，刷卡开门，对重点防护区，还设置了密码＋刷卡的模式。
在门禁系统中借用部分门禁读卡器和巡更专用按钮相结合，实现了在线巡更功能，可以随机设定不同的巡更路线，加强对保安人员的管理。同时在无人值守但需要定期巡视的设备间、生产线附近设置了巡检专用按钮，如巡检人员未能按时到达该处进行检查，系统就会自动弹出报警界面，提示相关人员进行处理，有效的加强管理，保证了巡检工作的及时性。
在两个车间、办公楼的主要入口设置的读卡器同时兼作考勤读卡器，其刷卡数据作为考勤记录被收集和整理，形成数据库，提供给工厂的办公自动化系统。
门禁系统的卡片同时可以作为工厂员工的身份识别卡，通过刷卡实现资料借阅管理，会议签到管理等功能；还能刷卡享受工厂提供的工作餐，通过就餐数据的统计，有效加强对食堂用餐人数的统计和管理。这些信息汇总成数据库，提供给工厂的办公自动化系统。
安全防范系统：闭路电视监控系统
该系统一方面是对工厂厂区主要道路、公共区域的监控、办公区车间等主要出入口的监控；另一方面是在变配电站、泵房、循环水站、生产车间无人值守区域和重点生产流程点的监控，做到在控制室中对各处现场情况一目了然，及时掌握现场情况，同时通过硬盘录相记录现场情况，便于出现问题时，调用现场录相，分析原因。
安全防范系统：安防一体化平台
安全防范系统的各个子系统并不是以独立系统的形式存在的，而是构成了完整的安防一体化平台，系统各部分互为响应，共同保证工厂厂区的安全。此部分功能将在紧急情况处理预案中加以介绍。
紧急情况处理预案举例
紧急情况处理预案需要在于工厂管理人员进行充分沟通的基础上进行设计，把能够预见情况的响应过程作为固定流程在系统中进行设置，并在今后的工作过程中不断完善和修改，使其在紧急情况下起到重要作用，以下是两个紧急事件预案响应的过程介绍。
消防事件紧急预案
当消防报警探头产生报警，控制主机弹出电子地图，报警点闪烁，提醒值班人员处理紧急情况，按预先设定的危险级别提醒操作员进行应急处理，局部停机、切断电源等操作，释放相关通道门，启动现场附近摄像机，弹出现场情况监视画面，启动录像机录像，同时在系统数据库中生成报警纪录。
安防事件紧急预案
当有人非法闯入防范区域时（红外报警器报警或非法开门信号），控制主机弹出电子地图，报警点闪烁，提醒值班人员安排保安前往查看，自动打开该区域的灯光（夜间），启动摄像机，弹出现场情况监视画面及相关联摄像机的画面，启动录像机录像，同时在系统数据库中生成报警纪录。
以上的系统集成技术已经在很多项目中都有过成功的应用，是非常成熟的技术。此次在工厂的特殊条件下，实现系统集成的技术人员在了解工厂的环境特点、生产流程，管理要求方面做了大量工作；在特殊区域的非常规传感器、控制器的选择上花费了一些时间，最终在完成常规的各子系统功能基础上，为工厂提供了切合实际的解决方案，受到了业主的好评。
