ICS35.240.99

CCSL77

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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基于PIC單片機(jī)的污水處理廠(chǎng)自動(dòng)控制系

統(tǒng)設(shè)計(jì)指南

Designguidelinesforautomaticcontrolsystemofsewagetreatmentplantbasedon

PICsinglechipmicrocomputer

（征求意見(jiàn)稿）

在提交反饋意見(jiàn)時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專(zhuān)利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)發(fā)布

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基于PIC單片機(jī)的污水處理廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南

1范圍

本文件提供了基于PIC單片機(jī)的污水處理廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體要求、軟硬件設(shè)計(jì)、輔助設(shè)計(jì)

以及設(shè)計(jì)文件組成等內(nèi)容。

本文件適用于基于PIC單片機(jī)的污水處理廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

自動(dòng)控制automaticcontrol

在污水處理設(shè)施的基礎(chǔ)上，配上相應(yīng)的控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備及軟件，使被控設(shè)備、系統(tǒng)、生產(chǎn)過(guò)程

或環(huán)境按照預(yù)定的方式運(yùn)行或使被控參數(shù)保持規(guī)定值的操作。

3.2

PIC單片機(jī)PICsinglechipmicrocomputer

一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)門(mén)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì),也稱(chēng)可編程控制器，采用可以編制

程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)

字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。

4設(shè)計(jì)總則

4.1一般要求

4.1.1對(duì)污水處理參數(shù)波動(dòng)范圍有一定要求、工程規(guī)模較大、分布范圍較廣、人工控制操作復(fù)雜、處

理控制成本低的污水處理工程，宜采用基于PIC單片機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

4.1.2污水處理廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、工藝流程、運(yùn)行管理、電業(yè)電網(wǎng)要求確。

4.1.3自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)采用信息層、控制層及設(shè)備層三層結(jié)構(gòu)。

4.2基于PIC單片機(jī)的污水處理工程自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.2.1系統(tǒng)采用低成本器件PIC單片機(jī)，減少生產(chǎn)和維護(hù)成本,操作維護(hù)簡(jiǎn)單。

4.2.2采用TCP/IP局域網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)控制終端的任意擴(kuò)展。

4.2.3根據(jù)污水處理要求可以調(diào)整處理參數(shù)。

4.2.4平均無(wú)故障時(shí)間不小于8712h/a，系統(tǒng)維修時(shí)間不大于48h/a。

4.2.5改善主控系統(tǒng)的性能，延長(zhǎng)系統(tǒng)的無(wú)故障使用壽命。

5自動(dòng)控制系統(tǒng)

5.1一般規(guī)定

5.1.1系統(tǒng)應(yīng)具有抗干擾能力。

5.1.2系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備應(yīng)設(shè)置緊急停止按鈕。

5.1.3設(shè)備控制應(yīng)設(shè)置基本、就地及遠(yuǎn)控三層控制方式。

5.1.4有腐蝕性氣體環(huán)境的場(chǎng)所，PLC單片機(jī)及控制設(shè)備應(yīng)采取防腐措施。

5.1.5控制柜防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP55。

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5.1.6現(xiàn)場(chǎng)儀表箱防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP65，應(yīng)采取防腐、防潮等措施。

5.2系統(tǒng)硬件

5.2.1系統(tǒng)硬件宜由下列部分組成：

a)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)；

b)通信網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備；

c)由控制器組成的測(cè)量與控制單元；

d)傳感器；

e)UPS電源以及其他設(shè)備等。

5.2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

a)計(jì)算機(jī)硬件及外部設(shè)備的配置在滿(mǎn)足控制板卡對(duì)終端負(fù)載的控制的要求下，留有升級(jí)、擴(kuò)展

的空間；

b)輸入輸出接口采用通用接口，特殊接口設(shè)置通信網(wǎng)關(guān)；

c)通信網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議；

d)通信組網(wǎng)優(yōu)先采用有線(xiàn)方式；

e)輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)滿(mǎn)足系統(tǒng)要求，并留有不低于15％的余量。

5.2.3傳感器與控制儀表，應(yīng)符合下列要求：

a)傳感器的精度和量程滿(mǎn)足系統(tǒng)控制及參數(shù)測(cè)量精度的要求；

b)傳感器與控制儀表設(shè)立在空氣流通、有代表性位置，遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)與熱源，并方便人工

觀(guān)測(cè)與記錄。有防水要求時(shí)，應(yīng)做好防水保護(hù)設(shè)計(jì)；

c)傳感器與控制儀表的輸入輸出信號(hào)引接線(xiàn)采用屏蔽電纜并正確接地；

d)傳感器與控制儀表的防盜安全措施符合設(shè)計(jì)要求。

5.3系統(tǒng)軟件

5.3.1軟件設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能、控制方式、工程規(guī)模、經(jīng)濟(jì)條件等因素綜合確定。

5.3.2軟件宜采用便于功能擴(kuò)展的模塊化結(jié)構(gòu)。

5.3.3分布式控制系統(tǒng)應(yīng)按功能要求，分別配置中央控制站和現(xiàn)場(chǎng)分站軟件；且保證各個(gè)分站不依賴(lài)

中央控制站，可獨(dú)立對(duì)所屬區(qū)域或設(shè)備實(shí)施測(cè)量與控制。

5.3.4集中式與分布式控制系統(tǒng)軟件宜具有下列功能：

a)身份識(shí)別與訪(fǎng)問(wèn)級(jí)別權(quán)限管理；

b)規(guī)模的可擴(kuò)展和數(shù)據(jù)的可修改；

c)警告與報(bào)警；

d)關(guān)鍵操作程序的二次確認(rèn)；

e)系統(tǒng)診斷；

f)監(jiān)測(cè)與控制畫(huà)面、系統(tǒng)還原及數(shù)據(jù)備份、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、應(yīng)用報(bào)表、查詢(xún)與打印、

日志管理等。

6輔助設(shè)計(jì)

6.1電源

6.1.1UPS電源，應(yīng)按運(yùn)行方式和負(fù)荷大小、允許中斷供電時(shí)間、電壓及頻率波動(dòng)范圍等各項(xiàng)性能指

標(biāo)進(jìn)行選擇，且其額定輸出功率應(yīng)大于計(jì)算機(jī)各設(shè)備額定功率總和的1.5倍。

6.1.2供電電源斷電時(shí)，UPS電源持續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)小于30min。

6.1.3供電電源或UPS電源應(yīng)由配電柜引出專(zhuān)用回路。

6.2防雷與接地

6.2.1自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)具有一定的防雷能力。

6.2.2系統(tǒng)接地采用專(zhuān)用接地裝置時(shí)，接地電阻值不應(yīng)大于4Ω；采用共用接地裝置時(shí)，接地電阻值

不應(yīng)大于1Ω。接地干線(xiàn)宜采用截面積不小于16mm2的多股銅芯絕緣導(dǎo)線(xiàn)。

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6.2.3控制中心應(yīng)設(shè)置等電位連接網(wǎng)絡(luò)。

7設(shè)計(jì)文件組成

7.1設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)污水處理工程概況；

b)總體設(shè)計(jì)；

c)系統(tǒng)類(lèi)型與控制方式；

d)功能設(shè)計(jì)；

e)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)；

f)系統(tǒng)主要配置；

g)系統(tǒng)安裝與維護(hù)管理；

h)投資概算。

7.2設(shè)備材料清單應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

a)硬件配置清單；

b)軟件配置清單；

c)輔助設(shè)備清單；

d)配套材料清單。

7.3設(shè)計(jì)圖件應(yīng)包括下列圖樣：

a)控制系統(tǒng)原理圖；

b)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布圖；

c)中央控制站與現(xiàn)場(chǎng)分站布置接線(xiàn)圖；

d)室內(nèi)外電纜接線(xiàn)布置圖；

e)防雷接地系統(tǒng)圖。

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參考文獻(xiàn)

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[4]GB18030信息技術(shù)中文編碼字符集

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[6]GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求

[7]GB50057建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范

[8]GB50174數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范

[9]GB/T50311建筑與建筑群綜合布線(xiàn)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范

[10]GB/T50312綜合布線(xiàn)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范