團體標準

《基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統設計

指南》

編制說明書

2023年10月

《基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統設計指南》編制說明

一、工作簡況

1、任務來源

【2021】中科促標字第115號《關于開展<城市碳達峰碳中和規劃技術導則總綱>等三

項團體標準立項通知》，項目計劃編號CI2021106。

2、制定本文件的背景

目前我國污水處理廠最為先進的自動化控制系統是用工業以太網配合FCS作為系統網

絡，也是世界上最先進的自動化系統，該系統配以高性能、高可靠的PLC控制站，并具有

服務器的最新一代的控制系統。但是由于成本太高還不能在國內所有的污水處理廠普及使

用，大多數污水處理廠還采用的是大型PLC集中控制方式。限制其普及使用的制約性因素

主要表現在以下三個方面：一是該控制系統的整套成本極高，單PLC核心及擴展部件就5萬

多元，再加控制程序、其他電氣設備及安裝箱體，整套設備賣到一、二百萬元不等；二是

集中控制方式的PLC大型機采用的是單核心對多任務，而污水處理廠的機組較分散，控制

室和終端機組距離較遠，一旦機組運行出故障，特別是負載方面的故障，就很難做到及時

排除，從而極大的提高了后期維護的成本且極易引起設備的正常使用；三是對設備的操作

管理的技術人員的實際技能要求較高。

基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統以PIC18單片機為控制服務器，PIC16單片

機為終端執行機而組建的CAN通信協議控制局域網絡。該控制系統可按照工業控制現場的

需求對軟硬件作自由裁剪，“量體裁衣”，極大的降低了系統的成本和安裝、維護難度，

也從一定程度上提高了系統的可靠性。同時系統配置組態監控界面，提高了操控的可視化

程度；系統采用CAN現場總線控制系統，接線方式簡單方便，拓撲結構采用單一雙絞線上

掛接多個從站控制器，實現控制設備的分布式控制。從而有效解決上述大型PLC集中控制

方式的制約性因素。

與原有自動化控制系統相比，基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統具有以下特

點：1）新系統采用低成本器件PIC單片機，減少生產和維護成本。

2）新系統將傳統網絡系統中的軟協議用硬協議代替，提高系統運行的可靠性。

3）新系統將系統核心控制板做成插拔卡，方便檢修，從而降低設備維護成本。

4）新系統采用TCP/IP局域網自動控制系統，從而實現控制終端的任意擴展。

5）新系統改善主控系統的性能，延長系統的無故障使用壽命。

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因目前國內尚無相關標準，因此亟需制定本標準，以填補該領域標準的空白。

3、起草單位

本文件起草單位有：南陽市清化環保科技有限公司、河南省清露源環保科技有限公司。

本文件主要起草人有：王偉、鄭曉琳、王云博、程俊潔、程東亞。

4、主要工作過程

4.1起草階段

2021年12月5日，本標準成功立項。立項后，成立標準編制小組，對標準所涉及的主

要技術內容進行研討，形成標準草案。2022年12月，結合實際應用情況，經多次討論與修

改，形成標準征求意見稿與編制說明。

4.2征求意見階段

2023年10月，本標準交由中國國際科技促進會標準化工作委員會通過全國團體標準信

息平臺面向全社會進行公開征求意見，同時由標準起草組組織進行線下定向征求意見。

4.3審查階段

4.4報批階段

二、標準編制原則、主要內容及其確定依據，修訂標準時，還包括修訂前后

技術內容的對比

1、標準的編寫原則

本標準的制定工作遵循“統一性、協調性、適用性、一致性、規范性”的原則，本著

先進性、科學性、合理性和可操作性的原則，制定該標準。

2、提出本標準的依據

以下幾項標準對本標準的編制起到了重要的參考作用；

[1]GB/T2887計算機場地通用規范

[2]GB/T2900.56電工術語控制技術

[3]GB/T17212工業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基于以太網技術的局域網（LAN）系統驗收測試方法

[6]GB/T22239信息安全技術網絡安全等級保護基本要求

[7]GB50057建筑物防雷設計規范

[8]GB50174數據中心設計規范

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[9]GB/T50311建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范

[10]GB/T50312綜合布線系統工程設計規范

[11]YD/T1099以太網交換機技術要求

[12]YD/T1170IP網絡技術要求-網絡總體

[13]YD/T1255具有路由功能的以太網交換機技術要求

3、制定本標準的基礎

本標準的牽頭起草單位信陽市清化環保科技有限公司，是一家專門從事污水處理、集

科研、生產、銷售和技術服務為一體的高科技環保公司，主要服務于大中型城市、工業園

區及大型工業企業，解決污水處理相關問題，提供相關的產品和技術服務等。

4、實驗內容

本文件提供了基于PIC單片機的污水處理廠自動控制系統設計的總體要求、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的設計。

5、實際應用效果

無。

三、試驗驗證的分析、綜述報告，技術經濟論證，預期的經濟效益、社會效

益和生態效益

1、主要試驗或驗證的分析

無。

2、預期的經濟效果

無。

3、真實性驗證

無。

四、與國際、國外同類標準技術內容的對比情況，或者與測試的國外樣品、

樣機的有關數據對比情況

無。

五、以國際標準為基礎的起草情況，以及是否合規引用或者采用國際國外標

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準，并說明未采用國際標準的原因

無。

六、與有關法律、行政法規及相關標準的關系

1.按照GB/T1.1－2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起

草規則》要求進行編寫。

2.參照相關法律、法規和規定，在編制過程中著重考慮了科學性、適用性和可操作

性。

3.本標準無規范性引用文件。

七、重大分歧意見的處理經過和依據

無。

八、涉及專利的有關說明

無。

九、實施標準的要求，以及組織措施、技術措施、過渡期和實施日期的建議

等