《基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統(tǒng)設計指南》

ICS35.240.99

CCSL77

團體標準

T/CIXXXX—XXXX

基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系

統(tǒng)設計指南

Designguidelinesforautomaticcontrolsystemofsewagetreatmentplantbasedon

PICsinglechipmicrocomputer

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國國際科技促進會發(fā)布

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基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統(tǒng)設計指南

1范圍

本文件提供了基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統(tǒng)設計的總體要求、軟硬件設計、輔助設計

以及設計文件組成等內容。

本文件適用于基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統(tǒng)的設計。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

自動控制automaticcontrol

在污水處理設施的基礎上，配上相應的控制設備、監(jiān)控設備及軟件，使被控設備、系統(tǒng)、生產過程

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

3.2

PIC單片機PICsinglechipmicrocomputer

一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計,也稱可編程控制器，采用可以編制

程序的存儲器，用來在執(zhí)行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)

字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類型的機械設備或生產過程。

4設計總則

4.1一般要求

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

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

4.1.2污水處理廠自動控制系統(tǒng)設計應根據(jù)工程規(guī)模、工藝流程、運行管理、電業(yè)電網(wǎng)要求確。

4.1.3自動化控制系統(tǒng)應采用信息層、控制層及設備層三層結構。

4.2基于PIC單片機的污水處理工程自動控制系統(tǒng)設計要點

4.2.1系統(tǒng)采用低成本器件PIC單片機，減少生產和維護成本,操作維護簡單。

4.2.2采用TCP/IP局域網(wǎng)自動控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)控制終端的任意擴展。

4.2.3根據(jù)污水處理要求可以調整處理參數(shù)。

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

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

5自動控制系統(tǒng)

5.1一般規(guī)定

5.1.1系統(tǒng)應具有抗干擾能力。

5.1.2系統(tǒng)現(xiàn)場控制設備應設置緊急停止按鈕。

5.1.3設備控制應設置基本、就地及遠控三層控制方式。

5.1.4有腐蝕性氣體環(huán)境的場所，PLC單片機及控制設備應采取防腐措施。

5.1.5控制柜防護等級不應低于IP55。

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5.1.6現(xiàn)場儀表箱防護等級不應低于IP65，應采取防腐、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)計算機硬件系統(tǒng)；

b)通信網(wǎng)絡與設備；

c)由控制器組成的測量與控制單元；

d)傳感器；

e)UPS電源以及其他設備等。

5.2.2系統(tǒng)硬件設計應滿足下列要求：

a)計算機硬件及外部設備的配置在滿足控制板卡對終端負載的控制的要求下，留有升級、擴展

的空間；

b)輸入輸出接口采用通用接口，特殊接口設置通信網(wǎng)關；

c)通信網(wǎng)絡采用TCP/IP網(wǎng)絡通信協(xié)議；

d)通信組網(wǎng)優(yōu)先采用有線方式；

e)輸入輸出(I/O)點數(shù)滿足系統(tǒng)要求，并留有不低于15％的余量。

5.2.3傳感器與控制儀表，應符合下列要求：

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

b)傳感器與控制儀表設立在空氣流通、有代表性位置，遠離強磁場、電場與熱源，并方便人工

觀測與記錄。有防水要求時，應做好防水保護設計；

c)傳感器與控制儀表的輸入輸出信號引接線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計要求。

5.3系統(tǒng)軟件

5.3.1軟件設計應根據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)功能、控制方式、工程規(guī)模、經(jīng)濟條件等因素綜合確定。

5.3.2軟件宜采用便于功能擴展的模塊化結構。

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

中央控制站，可獨立對所屬區(qū)域或設備實施測量與控制。

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)身份識別與訪問級別權限管理；

b)規(guī)模的可擴展和數(shù)據(jù)的可修改；

c)警告與報警；

d)關鍵操作程序的二次確認；

e)系統(tǒng)診斷；

f)監(jiān)測與控制畫面、系統(tǒng)還原及數(shù)據(jù)備份、實時趨勢曲線、數(shù)據(jù)存儲、應用報表、查詢與打印、

日志管理等。

6輔助設計

6.1電源

6.1.1UPS電源，應按運行方式和負荷大小、允許中斷供電時間、電壓及頻率波動范圍等各項性能指

標進行選擇，且其額定輸出功率應大于計算機各設備額定功率總和的1.5倍。

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

6.1.3供電電源或UPS電源應由配電柜引出專用回路。

6.2防雷與接地

6.2.1自動控制系統(tǒng)應具有一定的防雷能力。

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

不應大于1Ω。接地干線宜采用截面積不小于16mm2的多股銅芯絕緣導線。

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6.2.3控制中心應設置等電位連接網(wǎng)絡。

7設計文件組成

7.1設計說明書應包括下列內容：

a)污水處理工程概況；

b)總體設計；

c)系統(tǒng)類型與控制方式；

d)功能設計；

e)通信網(wǎng)絡設計；

f)系統(tǒng)主要配置；

g)系統(tǒng)安裝與維護管理；

h)投資概算。

7.2設備材料清單應包括下列各項：

a)硬件配置清單；

b)軟件配置清單；

c)輔助設備清單；

d)配套材料清單。

7.3設計圖件應包括下列圖樣：

a)控制系統(tǒng)原理圖；

b)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構分布圖；

c)中央控制站與現(xiàn)場分站布置接線圖；

d)室內外電纜接線布置圖；

e)防雷接地系統(tǒng)圖。

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參考文獻

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[2]GB/T2900.56電工術語控制技術

[3]GB/T17212工業(yè)過程測量和控制術語和定義

[4]GB18030信息技術中文編碼字符集

[5]GB/T21671基于以太網(wǎng)技術的局域網(wǎng)（LAN）系統(tǒng)驗收測試方法

[6]GB/T22239信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保護基本要求

[7]GB50057建筑物防雷設計規(guī)范

[8]GB50174數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范

[9]GB/T50311建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范

[10]GB/T50312綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范