ICS65.060.35CCSB01DB11北京市地方DB11/T722—2022代替DB11/T722—2010節水灌溉工程自動控制系統設計規范Designspecificationofautomaticcontrolsystemforwatersaving2022-06-21發布2022-10-01實施北京市市場監督管理局發布DB11/T722—2022目次前言.................................................................................II1范圍.................................................................................12規范性引用文件.......................................................................13術語和定義...........................................................................14總體要求.............................................................................25自動控制系統.........................................................................46輔助設計.............................................................................57設計文件組成.........................................................................6參考文獻...............................................................................7I

DB11/T722—2022前言本文件按照GB/T1.1—2020《化工作導則第1部分：化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件代替DB11/T722—2010《節水灌溉工程自動控制系統設計規范》，與DB11/T722—2010相比，除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下：a)更改了“范圍”（見第1章，2010年版的第1章）；b)更改了“規范性引用文件”內的引用文件（見第2章，2010年版的第2章）；c)增加了“術語和定義”（見3.1、3.2、3.3、3.4、3.5）；d)更改了“一般規定”（見4.1.1、4.1.2，2010年版的4.1.1、4.1.2）；e)增加了“系統類型”內“集中式控制系統”與“分布式控制系統”結構圖（見4.2.1、4.2.2）；f)更改了“系統類型”內采集信息和控制設備要求（見4.2.3.1、4.2.3.2，2010版的4.2.1.2、4.2.1.3）；g)更改了“互鎖與聯動”內的要求（見4.3.2，2010版的4.3.2）；h)刪除了自動控制系統的“一般規定”（見2010年版的5.1）；i)更改了“系統硬件”內的要求（見5.1.1、5.1.2、5.1.3，2010年版的5.2.1、5.2.2、5.2.3）；j)更改了“系統軟件”內的要求（見5.2.3、5.2.4、5.2.5，2010年版的5.3.4）；k)更改了“防雷與接地”的相關要求（見6.2.1，2010年版的6.2.1）；l)增加了“安全設計”的相關要求（見6.3）；m)更改了“設計文件組成”內的要求（見7.1，2010年版的7.1）；n)更改了“設計圖件”內的要求（見7.4，2010年版的7.4）。本文件由北京市農業農村局提出并歸口。本文件由北京市農業農村局組織實施。本文件起草單位：北京新水源景科技股份有限公司、北京市水科學技術研究院、中國化研究院。本文件主要起草人：張海燕、王彥軍、范海燕、戎建豹、齊艷冰、李巖峰、岳海英、安順偉、張麗萍、楊勝利、張娟、白雪、張玉博、紀彬彬、張航、石文學、李權輝、朱岳。本文件及其所替代文件的歷次版本發布情況為：——2010年首次發布為DB11/T722—2010；——本次為第一次修訂。IIDB11/T722—2022節水灌溉工程自動控制系統設計規范1范圍本文件規定了節水灌溉工程自動控制系統設計的總體要求、自動控制系統、輔助設計以及設計文件組成的要求。本文件適用于果園、設施農業、大田節水灌溉工程自動控制系統的設計。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB18523水文儀器安全要求GB/T22239信息安全技術網絡安全等級保護基本要求SL56農村水利技術術語3術語和定義SL56界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1系統首部測控單元systemfrontmeasurementandcontrolunit安裝于節水灌溉工程首部，采集、存儲工況、水情等信息，執行設備控制的模塊。3.23.3田間灌溉測控單元fieldIrrigationmeasurementandcontrolunit安裝于灌水小區首部，采集、存儲工況、水雨情、氣象、墑情等信息，執行設備控制的模塊。灌溉控制器irrigationcontroller按照預定順序或算術運算、邏輯運算，改變主電路或控制電路的接線、電路中電阻值來控制灌溉設備動作的主令裝置，可以是專用計算機或微處理器設備。3.4集中式控制系統centralizedcontrolsystem對設備相對集中、通訊網絡相對較好的節水灌溉工程，按集中控制與管理的原則，將邏輯控制、數據存儲和過程管理等資源空間上集中配置的結構設計的自動控制系統。［來源：DB11/T341—2006,3.8，有修改］1

DB11/T722—20223.5分布式控制系統distributedcontrolsystem對設備相對分散、通訊網絡相對復雜的節水灌溉工程，按分散控制、集中管理的原則，將邏輯控制、數據存儲和過程管理等資源采用空間分布、網絡連接、協調配置的結構設計的自動控制系統。［來源：DB11/T341—2006,3.7，有修改］4總體要求4.1一般規定4.1.1下列情況的設施農業、大田、果園宜采用節水灌溉工程自動控制系統：——適度規?；?；——人工控制操作費工；——具有特殊要求。4.1.2節水灌溉工程自動控制系統，應符合下列規定：——實用可靠、技術設備穩定、操作維護簡單、抗干擾能力強；——具有手動控制功能，現場控制設備設置緊急停止按鈕；——根據指令要求自動調節灌水時間和灌溉水量；——系統響應時間不超過1s；——平均無故障時間不小于8712h/a，系統維修時間不大于48h/a；——具有非正常運行報警功能。4.2系統類型4.2.1集中式控制系統集中式控制系統應配置相應的數據采集與控制接口設備，系統布局結構應符合圖1要求。圖1集中式控制系統布局結構圖2DB11/T722—20224.2.2分布式控制系統分布式控制系統應設立控制計算機與區域灌溉控制器組成通信網絡，并留有與上級管理系統的通信接口，系統布局結構應符合圖2要求。圖2分布式控制系統布局結構圖4.2.3系統信息采集與控制4.2.3.1系統首部測控單元宜采集但不限于下列信息：——水源水位、水溫；——水泵運行狀態（啟動、停止）、耗電量、故障；——系統首部管道流量、壓力及控制閥狀態（開啟、關閉、故障）；——過濾器壓差、故障；——施肥（藥）裝置運行狀態及投加量；——重點設施設備圖像視頻；——系統運行的保護、故障與報警；——設備電池電壓、信號質量等。4.2.3.2田間灌溉測控單元宜采集但不限于下列信息：——過濾器壓差、故障；——施肥（藥）裝置運行狀態及投加量；——灌水小區的流量、壓力及控制閥狀態（開啟、關閉、故障）等；——土壤溫度、墑情、EC值、pH值等；——田間氣象信息（降水、氣溫、濕度、風速、光照強度等）；——設施農業環境信息（溫度、濕度、CO2濃度、光照強度等）；——圖像視頻信息（重點設施設備、作物長勢、環境狀態等）；——系統運行的保護、故障與報警；3DB11/T722—2022——設備電池電壓、信號質量等。4.2.3.3系統宜控制但不限于下列設備：——水泵；——過濾器；——施肥（藥）裝置；——灌水控制閥；——設施農業的通風、光照、CO2濃度、溫度、濕度等控制設備。4.3互鎖與聯動4.3.1易引起操作失誤或與流程沖突的環節，宜考慮完整的互鎖與聯動設計，具備操作警告或提醒功能，并進行二次確認。4.3.2下列環節宜設計互鎖、約束或聯動功能：——電氣設備控制流程互鎖；——灌水控制閥的啟閉與水泵啟閉聯動；——灌水控制閥開啟數量與灌溉系統流量調節聯動；——輪灌組灌水時間受約束于灌水周期、墑情；——施肥（藥）裝置控制與投加量比例聯動；——設施農業環境參數調控受約束于溫度、濕度、CO2濃度、光照強度。5自動控制系統5.1系統硬件5.1.1系統硬件宜由下列部件組成：——計算機硬件系統；——通信網絡與設備；——UPS電源以及其他供電設備等；——與系統采集信息相關的傳感器、執行終端；——系統首部測控單元、田間灌溉測控單元；——設施農業宜增加通風、光照、CO2濃度、溫度、濕度等傳感器、執行終端。5.1.2系統硬件設計宜滿足下列要求：——計算機硬件及外部設備的配置在滿足系統的要求下，留有升級、擴展的空間；——輸入輸出接口采用通用接口，特殊接口設置通信網關；——通信網絡采用開放式通信協議；——通信網絡考慮現場環境情況，使用可靠性高的方式組網；——通信網絡中斷可繼續保持數據采集和存儲，網絡恢復后可續傳數據；——大田、果園田間灌溉測控單元設備優先采用清潔能源或電池供電方式；——輸入輸出（I/0）點數滿足系統要求，并留有不低于20%的余量，預留通信接口；——硬件設備具有故障自診斷和遠程升級功能。5.1.3傳感器與控制儀表，應符合下列要求：——傳感器的精度和量程滿足系統控制及參數測量精度的要求；——傳感器與控制儀表設立在空氣流通、遠離強磁場、電場與熱源的位置，符合設計要求，方便人工觀測記錄，有防水要求的做好防水保護；4

DB11/T722—2022——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；——傳感器與控制儀表的防盜安全措施符合設計要求；——傳感器布設位置和數量滿足灌溉管理要求。5.2系統軟件5.2.1軟件設計應根據系統實現功能、控制方式、工程規模、經濟條件等因素綜合確定。5.2.2軟件宜采用便于功能擴展的模塊化結構。5.2.3分布式控制系統應按功能要求，分別配置中央控制站和現場分站軟件，各個分站不依賴中央控制站，可獨立對所屬區域或設備實施量測與控制。5.2.4軟件系統宜支持移動端、電腦端或現場控制操作。5.2.5集中式與分布式控制系統宜具有下列功能：——身份識別與訪問級別權限管理；——規?？蓴U展和數據可修改；——關鍵操作程序的二次確認；——運行數據超閾值報警；——系統還原與升級、運行狀態診斷、數據存儲與備份、查詢與打印、日志管理等；——設備運行監控、設備故障報警、監測數據展示與分析、灌溉參數設定、灌溉模型配置、灌溉進程監控、灌溉數據報表、灌溉水量分析等；——物聯網數據傳輸接口。6輔助設計6.1電源6.1.1灌溉控制器或計算機采用的UPS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系統應進行防雷設計，按照GB18523的要求執行。6.2.2系統接地采用接地裝置時，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16mm的多股銅芯絕緣導線。26.2.3控制中心應設置等電位連接網絡。6.3安全設計6.3.1系統應按照GB/T22239的要求，結合實際情況確定網絡安全等級。6.3.2軟件系統應具有冗余設計。6.3.3數據庫應有自動備份、數據恢復設計。6.3.4田間灌溉測控單元和執行終端設備電源不宜高于人體安全電壓。6.3.5設備金屬外殼應安全接地。5

DB11/T722—20227設計文件組成7.1設計說明書應包括下列主要內容：a)節水灌溉工程概況；b)需求分析；c)設計原則依據；d)總體設計；e)系統類型與控制方式；f)功能設計；g)通信網絡設計；h)系統主要配置；i)系統安全保護設計；j)系統/