《基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(guān)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(shè)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(shè)計的總體要求、軟硬件設(shè)計、輔助設(shè)計

以及設(shè)計文件組成等內(nèi)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(shè)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(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

自動控制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(yīng)用而設(shè)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(shù)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(shè)備或生產(chǎn)過程。

4設(shè)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(shè)計應(yīng)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(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單片機的污水處理工程自動控制系統(tǒng)設(shè)計要點

4.2.1系統(tǒng)采用低成本器件PIC單片機，減少生產(chǎn)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(diào)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(yīng)具有抗干擾能力。

5.1.2系統(tǒng)現(xiàn)場控制設(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(shè)備應(yīng)采取防腐措施。

5.1.5控制柜防護等級不應(yīng)低于IP55。

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5.1.6現(xiàn)場儀表箱防護等級不應(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)計算機硬件系統(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)計應(yīng)滿足下列要求：

a)計算機硬件及外部設(shè)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(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(yīng)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(shè)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(yīng)做好防水保護設(shè)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(shè)計要求。

5.3系統(tǒng)軟件

5.3.1軟件設(shè)計應(yīng)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(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(shè)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(quán)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(guān)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(yīng)用報表、查詢與打印、

日志管理等。

6輔助設(shè)計

6.1電源

6.1.1UPS電源，應(yīng)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(yīng)大于計算機各設(shè)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(yīng)小于30min。

6.1.3供電電源或UPS電源應(yīng)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(yīng)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(yīng)大于4Ω；采用共用接地裝置時，接地電阻值

不應(yīng)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(yīng)設(shè)置等電位連接網(wǎng)絡(luò)。

7設(shè)計文件組成

7.1設(shè)計說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)污水處理工程概況；

b)總體設(shè)計；

c)系統(tǒng)類型與控制方式；

d)功能設(shè)計；

e)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(shè)備材料清單應(yīng)包括下列各項：

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)場分站布置接線圖；

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

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[7]GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范

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

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