前言

中华人民共和国国家标准

电子工业厂房综合自动化工程技术标准

Technical standard for integrated automationengineering of electronic industry plant

GB 51321-2018

主编部门：中华人民共和国工业和信息化部

 批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

发布日期：2018年9月11号

施行日期：2019年3月1日
 

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

2018年 第207号

    住房城乡建设部关于发布国家标准《电子工业厂房综合自动化工程技术标准》的公告

    现批准《电子工业厂房综合自动化工程技术标准》为国家标准，编号为GB 51321-2018，自2019年3月1日起实施。其中，第4.3.10、4.4.12、4.4.13、4.8.2、4.8.3、4.8.5、4.8.6条为强制性条文，必须严格执行。

    本标准在住房城乡建设部门户网站公开，并由住房城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2018年9月11日

 

    本标准是根据住房城乡建设部《关于印发〈2013年工程建设标准规范制订修订计划〉的通知》（建标〔2013〕6号）的要求，由工业和信息化部电子工业标准化研究院、中国电子系统技术有限公司会同有关单位共同编制而成。

    本标准在编制过程中，编制组在调查研究的基础上，总结了国内最新的实践经验，并参考国内外有关的标准，广泛征求意见，反复修改，最后经审查定稿。

    本标准共分6章和7个附录，主要技术内容包括：总则、术语、基本规定、系统设计、工程施工和验收移交等。

    本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

    本标准由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由工业和信息化部负责日常管理，由中国电子系统技术有限公司负责具体技术内容的解释。本标准在执行中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，如发现需要修改和补充之处，请将意见和建议寄至中国电子系统技术有限公司（地址：北京市丰台区小屯路8号，邮政编码：100141），以供今后修订时参考。

    本标准主编单位、参编单位、主要起草人及主要审查人：

    主编单位：工业和信息化部电子工业标准化研究院

                      中国电子系统技术有限公司

    参编单位：世源科技工程有限公司

                      深圳融科科技有限公司

                      郑州春泉节能股份有限公司

                      中国机房设施工程有限公司

                      中国电子系统工程第二建设有限公司

                      中国电子系统工程第四建设有限公司

                      上海交通大学

                      太仓有恒精工科技有限公司

    主要起草人：李书苇 杜宝强 庄振鹏 史猛 李中原 周启彤 古炳文 黄守峰 邵森 安庆 姜淑忠 徐平 吴鑫明 朱文建 刘建华 马卫华 张强 乔森林 刘志军 李军 杨东 葛亚洲 穆文涛 董轶超 张秦 赵亮 夏广成 沈开广 王倩 郑文辉

    主要审查人：薛长立 刘东 杨景安 朱纮文 王五奇 史均社 张素伟 洪明 王维平 黄群骥 郑述兵
 

编制说明
 

    《电子工业厂房综合自动化工程技术标准》GB 51321-2018，经住房城乡建设部2018年9月11日以第207号公告批准发布。

    本标准制订过程中，编制组进行了广泛、深入的调查研究，总结了我国在电子工业厂房综合自动化工程建设中的实践经验，同时参考了国外先进技术规范、技术标准。

    为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《电子工业厂房综合自动化工程技术标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明，还着重对强制性条文的强制性理由做了解释。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

条文说明

 

 

1总则

1.0.1 为规范电子工业厂房综合自动化工程的设计、施工及验收，适应我国电子工业厂房综合自动化工程建设的需要，提高电子工业厂房综合自动化工程的质量，制定本标准。

1.0.2 本标准适用于新建、改建、扩建的电子工业厂房综合自动化工程。

1.0.3 电子工业厂房综合自动化工程的设计、施工及验收，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

条文说明

1.0.1 随着国家电子信息技术以及产业的飞速发展，高新技术产品对生产条件的要求越来越高，在电子工业厂房建设中，结合智能化技术和厂务控制信息技术的综合自动化系统得到广泛的应用。同时电子工业厂房综合自动化工程复杂程度高，要确保综合自动化系统的正常、安全和高效运行，促进我国电子工业制造能力的整体水平与先进工业国家保持同步，改变目前国内无标准可依，技术混乱的局面，迫切需要一套指导我国电子工业厂房综合自动化工程建设的技术标准，作为指导工程建设和工程设计、施工、验收及管理维护的基本依据。

    本标准的制定能够明确电子工业厂房综合自动化工程基本目标要求和系统技术实现路径，有利于降低建设成本。并为电子厂房生产环节和生产支持环节的自动化信息整合提供基础，为未来整体生产系统的管理，包括生产原料及成品管理、生产工艺自动控制、生产环境与安全控制、节能生产控制等提供了技术路线图，为实现智慧生产、智慧物联网铺平道路。

1.0.2 由于各类电子工业厂房的实际需求、建设内容、投资规模等方面的不同，对综合自动化系统的建设要求也有较大差异。本标准在总结我国近年在电子工业厂房综合自动化工程建设技术及管理实践的基础上，对工程设计内容进行了归纳总结，对各类生产配套设备的监测和控制提出了各自的设计要求，便于工厂建设单位及设计单位应对工厂的实际需求进行选择，也便于标准的实施和监督。

1.0.3 电子工业厂房综合自动化工程是一门结合多学科、多门类的综合性应用科学技术。本标准旨在为工程建设单位和工程设计、施工、监理单位提供电子工业厂房综合自动化工程设计、施工、检验、验收的基本依据。工程建设中相关的国家标准、行业标准是本标准实施的基础。因此，电子工业厂房综合自动化工程的建设不仅要执行本标准，还要执行其他相关的国家标准和行业标准。

2术语

2.0.1 电子工业厂房综合自动化工程 integrated automation engineering of electronic industry plant

    为电子工业生产的工厂提供厂务管理控制、公共安全和信息设施的自动化系统工程。

2.0.2 综合自动化控制系统 integrated automation control system

    为电子工业生产的工厂提供服务的厂务管理控制系统、公共安全系统、信息网络系统和自动化集成系统。

2.0.3 厂务系统 facility system

    为工厂生产和运营管理工作提供动力等支持服务的系统。

2.0.4 厂务管理控制系统 facility management control system（FMCS）

    通过传感器、执行器、控制器、人机界面、通信网络、数据库、组态软件等对工厂的公用设备进行监视和控制的综合系统。

2.0.5 入侵报警系统 intruder alarm system（IAS）

    利用传感器技术和电子信息技术探测并警示非法进入或试图非法进入设防区域的行为、处理报警信息、发出报警信息的电子信息系统或网络。

2.0.6 视频安防监控系统 video surveillance and controlsystem（VSCS）

    利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子信息系统或网络。

2.0.7 出入口控制系统 access control system（ACS）

    利用自定义符识别或/和模式识别技术对出入口目标进行识别，并控制出人口执行机构启闭的电子信息系统或网络。

2.0.8 防盗安全检查系统 security inspection system for antitheft

    检查有关人员是否携带违禁品的电子信息系统。

2.0.9 自动化集成系统 FMCS and IT integrated system

    将厂务管理控制、公共安全和信息设施等系统，通过统一的信息平台实现集成，以形成具有自动控制、信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。

2.0.10 控制中心 control center

    为自动化系统的设备和装置等提供安装条件，以确保各系统安全、稳定和可靠地运行与维护的建筑环境。

2.0.11 人机界面 human machine interface（HMI）

    是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分，又称用户界面或使用者界面。

2.0.12 冗余化设计 redundance design

    通过重复配置某些关键设备或部件，当系统出现故障时，冗余的设备或部件介入工作，承担故障设备或部件的功能，为系统提供服务，减少宕机事件的发生。

2.0.13 组态软件 supervisory control and data acquisition（SCADA）

    又称组态监控系统软件，是指数据采集与过程控制的专用软件，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。

2.0.14 电磁兼容性 electromagnetic compatibility

    设备或系统在其电磁环境中符合要求运行，并且不对其环境中的其他任何设备产生电磁干扰的能力。

2.0.15 串行通信 serial communication

    计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间使用一条数据线，将数据一位一位地依次的传送。

2.0.16 冷热源系统 resource of cooling and heating systems

    向整个工厂提供冷源和热源系统的总称。

2.0.17 压缩空气系统 compressed air system

    空气压缩机将空气压缩后，输送到阀门或驱动工具等使用点，作为动力源的系统。

2.0.18 真空系统 vacuum system

    真空泵抽取管线内空气，形成真空度，供使用点使用的系统。

2.0.19 大宗气体系统 bulk gas system

    使用量较大的工艺气体系统，多指氮气系统、氧气系统、氢气系统和氦气系统。

2.0.20 工厂能源管理和节能系统 factory energy saving andmanagement system

    监测工厂的能量使用和优化能量使用的系统。

3基本规定

3.1 基本功能

3.1.1 电子工业厂房综合自动化工程应满足工厂厂务系统的自动控制与监测所需功能的要求。

3.1.2 电子工业厂房综合自动化工程应满足危险品、核心技术、贵重物品等被防护对象的公共安全管理的要求。

3.1.3 电子工业厂房综合自动化工程应满足使用单位对信息传输所需功能的要求。

3.2 基本组成

3.2.1 电子工业厂房综合自动化工程宜包括电子工业厂房的厂务管理控制系统、公共安全系统、信息设施系统及自动化集成系统。

3.2.2 厂务管理控制系统宜包括洁净厂房系统监控，通风与空调系统监控，冷热源系统监控，工艺冷却水系统监控，压缩空气、真空及大宗气体系统监控，纯水站系统监控，特种气体及化学品输配系统监控，给排水系统监控，工业污水处理系统监控，工艺废气排放系统监控和工厂能源管理及节能等监控系统。

3.2.3 公共安全系统宜包括厂区内的视频安防监控、出入口控制、入侵报警、防盗安全检查系统。

3.2.4 信息设施系统宜包括厂区内的信息接入子系统、布线子系统、程控交换子系统、无线对讲子系统、信息网络子系统、有线电视及卫星电视接收子系统、公共广播子系统、信息引导及发布子系统。

3.2.5 自动化集成系统宜将厂务管理控制系统、公共安全系统、信息设施系统的信息进行集中显示管理。

条文说明

3.2.1 电子工业厂房综合自动化工程的范围界定为厂务管理控制系统及各个控制单项、公共安全系统和信息设施系统及各个专业子系统。

    厂务管理控制系统包括对生产所要用到的各类特种固体、液体、气体的制造过程及保存状态进行监测、记录和控制，对各类环境参数进行监测，对保证生产环境的温度、湿度和颗粒物的各类设施的运行状态进行监测、控制和记录，保证环境满足生产的要求。通过对各类能源的消耗进行监视、测量、记录和分析，合理调整各类设备的运行，提高能源的使用效率。公共安全系统包括对工厂内不同区域进行分析，对不同风险级别进行甄别，根据相应的级别来进行相应的公共安全子系统的设计。信息设施系统包括工厂日常运行中各类信息传输的形式及载体，可根据工厂的实际需求对各个子系统进行分别设计。

3.3 厂务管理控制系统

3.3.1 厂务管理控制系统的组成应符合下列规定：

    1 厂务管理控制系统应由仪表设备和执行机构、现场控制器、管理层系统三部分组成；

    2 仪表设备应能在控制现场直接采集数据，执行机构应能控制设备的动作；

    3 现场控制器应能对现场数据进行逻辑分析，并应发出指令，指挥执行机构动作；

    4 管理层系统的功能应符合下列规定：

      1）应对测控点各种过程或设备进行实时数据采集；

      2）应能对本地或远程的自动控制过程进行全面实时监控；

      3）应为生产安全、调度、管理、优化和故障诊断提供必要和完整的数据及解决措施。

3.3.2 仪表设备的功能应符合下列规定：

    1 宜具有测定温度、湿度、压力、压差、露点、气体浓度、流量的功能；

    2 应采用模拟信号或数字信号。

3.3.3 执行机构的功能应符合下列规定：

    1 应能通过其机构动作直接改变被控变量；

    2 可采用电动、气动、电磁和液压方式驱动；

    3 可进行开关、比例或积分控制；

    4 可由电流信号、电压信号、脉冲信号和压力信号进行控制。

3.3.4 控制器的功能应符合下列规定：

    1 应具有逻辑运算和指令控制的能力；

    2 可由可编程逻辑、分布式和直接数字控制。

3.3.5 管理层系统的功能应符合下列规定：

    1 应由工作站、组态软件、打印机、通信设备和服务器组成；

    2 应具有数据采集和状态显示、远程监控、报警和报警处理、事故查询和趋势分析的功能；

    3 宜具有能源管理功能；

    4 控制软件应有控制、通信、记录分析、系统优化和安全保障的功能，数据量大时宜配置数据库。

条文说明

3.3.1 厂务管理控制系统架构由三层组成：下层由仪表设备及执行机构组成，主要负责收集数据和执行中层发出的指令，仪表设备、执行机构和现场控制器构成现场控制的基础功能。

    中间层为现场控制器，主要负责接收、处理并发送指令给下层设备，同时负责与上层之间的数据交换。

    最上层为管理层系统，主要包括服务器、操作站、打印机、通信设备和组态软件，负责数据的采集、记录、显示和修改。

3.3.2 仪表是测定温度、气压、电量、流量等仪器的统称。厂务管理控制系统常用的仪表统称为传感器。

    国家标准《传感器通用术语》GB 7665-1987对传感器（英文名称：transducer/sensor）下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。常见的是模拟信号和数字信号。

    模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号，其信号的幅度，或频率，或相位随时间做连续变化，如目前广播的声音信号或图像信号等。

    数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。

    传感器信号的其他分类：增量信号、绝对码信号、开关信号。

    增量码信号是指被测量值与传感器输出信号的变化周期数成正比，即输出量值的大小由信号变化的周期数的增量决定。一般光栅位移传感器、磁栅位移传感器、激光位移传感器等采用干涉法等测量位移时，传感器输出的信号为增量码信号。

    绝对码信号是一种与被测对象的状态相对应的信号。如码盘，它的每一个角度方位对应于一组编码，这种编码称为绝对码。绝对码信号有很强的抗干扰能力，不管测量过程中发生什么情况，干扰过后，一种状态总是对应于一组确定的编码。

    开关信号只有0和1两个状态，可视为绝对码只有一位编码时的特例。如行程开关、压差开关等传感器的输出就是开关信号。

    在电子厂房综合自动化系统中，主要用到模拟信号和开关信号两类传感器。

    模拟信号按照输出信号类型，常用的有电压型、电流型和电阻型三种。电压及电流型传感器是通过将传感器的敏感元件根据其相应的特性转换成电压或电流信号，电流型传感器的传输距离及抗干扰能力都比电压型强；电阻型传感器则直接利用其电阻特性来进行传导，一般需要专用模块来处理对应的电阻信号。

3.3.3 执行机构又称执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备（器件），是自动化仪表的三大组成部分（检测设备、调节设备和执行设备）中的执行设备。主要是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。

    执行器按所用驱动能源分为气动、电动和液压执行器三种；按输出位移的形式，执行器有转角型和直线型两种；按动作规律，执行器可分为开关型、积分型和比例型三类；按输入控制信号，执行器分为可以输入空气压力信号、直流电流信号、直流电压信号、电接点通断信号、脉冲信号等几类。

    选择执行器的类型，首先要考虑环境要求（如易燃易爆区域不能选用电动类型的，一般选用气动型），其次考虑控制要求和成本因素等。

3.3.4 控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

    电子厂房综合自动化系统常用的控制器类型有可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）和直接数字控制（Direct Digital Control，DDC）两种。

    可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

    直接数字控制，通常称为DDC控制器，它通过预定控制程序完成各种控制功能，包括比例控制、比例加积分控制、比例加积分加微分控制、开关控制、平均值控制、最大/最小值控制、焓值计算控制、逻辑运算控制和联锁控制。

    PLC控制器与DDC控制器最大的差别在于，DDC控制器的控制程序是预定好的，在其预定范围内可直接调用，方便快捷，由于预定程序使用也受到局限。PLC控制器可灵活编写程序，适用范围更广。

3.3.5 管理层系统主要包括服务器、操作站、打印机、通信设备和组态软件，就是组态软件及其所需的硬件支持的结合，国际常用“SCADA系统”来统称厂务管理控制系统的中央控制室所包含的设备及软件。组态软件（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA），是位于控制设备之上，侧重于管理的纯软件。

'>《电子工业厂房综合自动化工程技术标准[附条文说明]》GB 51321-2018