DB11-T 722-2022 節(jié)水灌溉工程自動控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范

ICS

65.060.35CCS

B

01DB

11 DB11/T

—2022代替

—節(jié)水灌溉工程自動控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范Design

specification

control

system

for

saving

發(fā)布

實施北京市市場監(jiān)督管理局發(fā)

布DB11/T

722—前

言.................................................................................

II1

范圍.................................................................................

12

規(guī)范性引用文件.......................................................................

13

術(shù)語和定義...........................................................................

14

總體要求.............................................................................

25

自動控制系統(tǒng).........................................................................

46

輔助設(shè)計.............................................................................

57

設(shè)計文件組成.........................................................................

6參考文獻...............................................................................

7DB11/T

722—1 范圍以及組成的要求。本文件適用于果園施農(nóng)業(yè)、大田節(jié)水灌溉工程自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。2規(guī)范性引用文件下列中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件的條款。其中，注日期僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，新包括所有的修改單）適用于本文件。GB

18523水文儀器安全要求GB/T

22239

等級保護基本要求SL

56 水利3術(shù)語和定義SL

56界下列術(shù)語和定義適用于3.1系統(tǒng)首部測控單元

front

measurement

and

unit安裝于節(jié)水灌溉工程首采集、工況信息，設(shè)備控制的模塊。3.2田間灌溉測控單元

measurement

and

control

unit安裝于灌水小區(qū)首、工況、氣象、墑情等，執(zhí)行設(shè)備控制的模塊。3.3灌溉控制器

按照預(yù)定順序或算術(shù)運算、邏輯電路或控制的接線、電路中電阻值來控制灌溉設(shè)備動作的主令裝置，可以是專算機或微處理器設(shè)備。3.4集中式控制系統(tǒng)

control

對設(shè)備相對集中、相對較好集中控制與的原則，將邏輯控制、數(shù)據(jù)存儲和過程源空間上集中配置的結(jié)構(gòu)設(shè)計的自動控制系統(tǒng)。［來源：DB11/T

341—，有修改］DB11/T

722—3.5分布式控制系統(tǒng)

control

對設(shè)備相對分散、相對散控制、的原則，數(shù)據(jù)存儲和過程管理等資源采用空間分布、連接、協(xié)調(diào)配置的結(jié)構(gòu)設(shè)計的自動控制系統(tǒng)。［來源：DB11/T

341—，有修改］4 總體要求4.1 一般規(guī)定4.1.1下列情況施農(nóng)業(yè)、、宜采用節(jié)水灌溉工程自動控制系統(tǒng)：——適度規(guī)?！斯た刂撇僮髻M工；——具有要求。4.1.2 節(jié)水灌溉工程自動控制系統(tǒng)，應(yīng)符合下列規(guī)定：——實用可靠備穩(wěn)操作維護簡單、抗干擾能力強；——具有手動控制，現(xiàn)場控制設(shè)備設(shè)置按鈕；——根據(jù)指令時間和灌溉水量；——系統(tǒng)響應(yīng)時間不超過

1

s；——平均無故障時

h/a，系統(tǒng)維修時間不大于

；——具有非正常運行報警功能。4.2 系統(tǒng)類型4.2.1 集中式控制系統(tǒng)集中式控制系統(tǒng)應(yīng)配置相應(yīng)的與控制接口設(shè)備，系統(tǒng)布局結(jié)構(gòu)應(yīng)圖1要求。圖1 集中式控制系統(tǒng)布局結(jié)構(gòu)圖DB11/T

722—4.2.2分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)立控制計與區(qū)域灌溉控制器組成通信網(wǎng)絡(luò)，并留有與上級管理系統(tǒng)的通信接口，系統(tǒng)布局結(jié)構(gòu)應(yīng)圖2要求。圖2 分布式控制系統(tǒng)布局結(jié)構(gòu)圖4.2.3 系統(tǒng)信息采集與控制4.2.3.1 系統(tǒng)首部測控單元宜采集但不限于下列：——水源水位溫；——水泵（啟）、耗電量、故障；——系統(tǒng)首部管道流量、壓力及控制閥狀態(tài)（開啟、關(guān)閉、——過濾器壓差、；——施肥（藥）裝置運行狀態(tài)及投加量；——重點設(shè)施設(shè)備圖像視頻；——系統(tǒng)的保護、與報警；——設(shè)備電池電壓、信號質(zhì)量等。4.2.3.2 田間測控單元宜采集但不限于下列：——過濾器壓差、；——施肥（藥）裝置運行狀態(tài)及投加量；——灌水的流量、及控制閥狀態(tài)（、關(guān)閉、故障）等；——土壤溫度、墑情、

值、pH

；——田間氣象（降氣溫、、風(fēng)速、光照等——設(shè)施農(nóng)業(yè)（溫度、濕度、CO2濃度、光照等——圖像視頻（重點設(shè)施設(shè)備物長勢、等——系統(tǒng)的保護、與報警；DB11/T

722———設(shè)備電池電壓、信號質(zhì)量等。4.2.3.3 系統(tǒng)宜控制但不限于下列設(shè)備：——水泵；——過濾器；——施肥（藥）裝置；——灌水控制閥；——設(shè)施農(nóng)業(yè)的通風(fēng)、光照、2濃度、溫度、等控制設(shè)備。4.3 互鎖與聯(lián)動4.3.1 易引起操作或與流程沖突的環(huán)節(jié)，宜考慮完互鎖與聯(lián)具備操作警告或提醒功能，并進行二次確認。4.3.2 下列環(huán)節(jié)宜設(shè)計互鎖、或聯(lián)動：——電氣設(shè)備流程；——灌水控制閥的泵啟閉聯(lián)動；——灌水控制閥開啟數(shù)量與灌溉系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)聯(lián)——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(lián)動；——設(shè)施農(nóng)業(yè)參數(shù)受約束于溫度、、CO2、光照。5 自動控制系統(tǒng)5.1 系統(tǒng)硬件5.1.1 系統(tǒng)硬件宜由下列部件組成：——計算機硬——通信備；——UPS

電源以及其他供電設(shè)備等；——與系統(tǒng)采集信息相關(guān)的器、執(zhí)行終端；——系統(tǒng)首部測控單元、田間灌溉測控單元；——設(shè)施農(nóng)業(yè)宜增加通風(fēng)、光照、CO2濃度、、濕度等傳感器、執(zhí)行終端。5.1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計宜滿足下列要求：——計算機硬件及外部設(shè)備的配置在滿足系統(tǒng)的要求下，留有升級、的空間；——輸入輸出接口采用通用，設(shè)置通信網(wǎng)關(guān)；——通信采用開放式通信協(xié)議；——通信考慮，使用可靠性高的方式組網(wǎng)；——通信中斷可繼續(xù)保持數(shù)據(jù)和存儲，恢復(fù)后可續(xù)傳數(shù)據(jù)；——大田、果園田間灌溉測控單元設(shè)備采用能源或電池供電方式；——輸入輸出（I/0）點數(shù)系統(tǒng)要求，并留有不低于

20%的余量，預(yù)留通信接口；——硬件設(shè)備具有自診斷和遠程升級功能。5.1.3 傳感器與控制儀表，應(yīng)下列要求：——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；——傳感器與控制儀表設(shè)立在空氣流通、遠離強磁場、電場與熱源的位置，符合設(shè)計要求，方便人工觀測記錄，水要求的做好防水保護；不應(yīng)大于

1Ω。接地干線宜采用截面積不應(yīng)大于

1Ω。接地干線宜采用截面積

16

的多股銅芯絕緣導(dǎo)線?！獋鞲衅髋c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設(shè)計要求；——傳感器布設(shè)位置和數(shù)量灌溉管理要求。5.2 系統(tǒng)軟件5.2.1 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、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(jié)構(gòu)。5.2.3 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分站軟各個分站不依賴中央控制站，可獨立屬區(qū)域或設(shè)備實施量測與控制。5.2.4 軟件系統(tǒng)宜支持移動端、電腦端或操作。5.2.5 集中式與分布式控制系統(tǒng)宜具有下列功能：——身份與訪問級別權(quán)限管理；——規(guī)模可擴展和——關(guān)鍵操作程序的二次確認；——運行數(shù)據(jù)超閾值報警；——系統(tǒng)還原與升級、診斷、與備份、查詢與、日志管理等；——設(shè)備監(jiān)控、設(shè)備故障報警、監(jiān)測數(shù)據(jù)展示與分析、灌溉參數(shù)設(shè)定、灌溉模型配置溉進程監(jiān)報表、灌溉水量分析等；——物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸接口。6 輔助設(shè)計6.1 電源6.1.1 灌溉控制計算機采

電源，應(yīng)按運行方式和、允許中電時間、電壓及頻率波動范圍等各項性能指標(biāo)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，

電源持續(xù)供電時

30

min。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 系統(tǒng)應(yīng)進行防雷設(shè)計，按照

GB

18523

的要求執(zhí)行。6.2.2 系統(tǒng)接地采用時，接地電阻值不應(yīng)大于

4Ω；采用共用時，接地電阻值26.2.3 控制中心應(yīng)設(shè)置等電位連接網(wǎng)絡(luò)。6.3 安全設(shè)計6.3.1

系統(tǒng)應(yīng)

22239

的要求，結(jié)合實際情況確定網(wǎng)絡(luò)。6.3.2

軟件系統(tǒng)應(yīng)具有冗余設(shè)計。6.3.3

數(shù)據(jù)庫應(yīng)有自動備份、恢復(fù)設(shè)計。6.3.4

田間測控單元和執(zhí)行終端設(shè)備電源不宜高于人體安全電壓。6.3.5

設(shè)備金屬外殼應(yīng)安全接地。AIAODIDODB11/T

722—7設(shè)計文件組成7.1設(shè)計說明書應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：a)

節(jié)水灌溉工程概況；b)

需求分析；c)

設(shè)計原則依據(jù)；d)

總體設(shè)計；e)

系統(tǒng)與控制方式；f)

功能設(shè)計；g)

通信設(shè)計；h)

系統(tǒng)主要配置；i)

系統(tǒng)設(shè)計；j)

系統(tǒng)安裝與維護管理；k)

投資概（預(yù)）算與進度計劃；l)

附件。7.2 1/0

清單在控制原

1

格式列出：表1 1/0

清單表示格式7.3 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。7.4 設(shè)備材料清單應(yīng)包括下列各項：a)

系統(tǒng)總體架構(gòu)圖；b)

控制系統(tǒng)圖；c)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布圖；d)

中央站與分站布置接線圖；e)

室內(nèi)外電纜接線布置圖；f)

防雷接地圖；g)

設(shè)備安裝圖；h)

軟件圖。DB11/T

722—參考 文

獻[1]

電工術(shù)語 控制技術(shù)[2]

GB/T

17212 工業(yè)過程