DB63 T 1144-2012 污染源自动监控系统数据采集技术规范.pdf
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1、ICS 13.020.40 Z10 DB63 青海省 地方标准 DB 63/T 11442012 污染源自动监控系统数据采集技术 规范 2012 11 - 5 发布 2012 - 12 - 1 实施 青海 质量 术监督局 青海省环境保护厅 发布 DB 63/T 11442012 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 数据采集技术要求 . 2 4.1 数据结构 . 2 4.1.1 污染源自动监控系统的构成 . 2 4.1.2 数据采集结构 . 2 4.2 信号线 . 3 4.3 通讯参数 . 3 4.4 传输数据 . 3 4.4.1
2、 采集频率 . 3 4.4.2 采集类型 . 3 4.4.3 数据采集过程 . 4 4.5 自动监控设备的反控 . 4 4.5.1 做样设定 . 4 4.5.2 校时 . 4 4.6 自动监控设备数据存储的要求 . 4 附录 A(规范性附录) 废气 污染物 数据约定 . 5 附录 B(规范性附录) 水质污染物 数据约定 . 7 附录 C(规范性附录) 数据上传类别与地址对照表 . 8 附录 D(资料性附录) 数据传输示例 . 9 附录 E(资料性附录) CRC 算法说明 . 14 附录 F(规范性附录) 数据反控类别与地址对照表 . 17 DB 63/T 11442012 II 前 言 本 规
3、范 按 GB/T1.1-2009 的 要求 编写。 本 规范 由 青海省环境保护厅提出并归口 。 本 规范 起草单位:青海省环境信息中心 、 广州市怡文环境科技股份有限公司 。 本 规范 起草人: 陈良博、 许显萍、 吴向培、李宏奇、 刘承华、 何增岭 、 张福年 、 杨帆、冶海军、李洪彪、黄莹、 王雯 。 本 规范 由青海省环境保护厅授权青海省环境信息中心负责解释。 DB 63/T 11442012 1 污染源 自动 监控系统数据采集技术 规范 1 范围 本 规范 规定了污染源自动监控系统中数据采集传输仪与自动监控设备之间数据 采集的过程及数据结构、通讯方式及信号线 通讯 参数、自动监控设备
4、 的 反控 及 数据存储 等 。 本 规范 适用于 污染源自动监控系统中数据采集传输仪与自动监控设备之间的数据采集。 2 规范性引用文件 下列 文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 19582.1 基于 MODBUS协议的工业自动化网络规范 HJ/T212 污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准 3 术语 和定义 下列术语和定义适用于本 规范 。 3.1 污染源自动监控系统 由数据采集传输仪、自动监控设备、传输网络和上位机组成的系统。 3.2 数据采集传输仪 采集各
5、种自动监控设备的数据、完成数据存储及与 污染源自动监控系统上位机 数据传输功能的单 片机、工控机、嵌入式计算机、嵌入式可编程自动控制器( PAC)或可编程控制器等。 3.3 自动监控设备 安装在污染源排放口现场,用于监控、监测污染源排污状况并与数据采集传输仪 进行 数据传输的单台或多台设备及设施。 注: 自动监控设备分为水质和 废气 两类。 3.4 上位机 安装在环境保护行政主管部门,有权对数据采集传输仪发送规定的指令、接受数据采集传输仪的数据和对数据进行处理的系统。 注: 上位机包括计算机信息设备和监控中心软件系统等。 DB 63/T 11442012 2 3.5 反控 数据采集传输仪向自动
6、监控设备发送控制命令并接收反馈数据的过程。 4 数据采集技术要求 4.1 数据 结构 4.1.1 污染源自动监控系统的构成 污染源自动监控系统可分为自动监控设备、数据采集传输仪和上位机三个层次。上位机通过传输网络与数据采集传输仪交换数据。数据采集传输仪通过串口信号线路与自动监控设备连接,并采用本 规范约定的协议交换数据、发起和应答指令。上位机通过数据采集传输仪接收自动监控设备的数据, 系统结构图, 见图 1。 图 1 系统结构图 4.1.2 数据采集结构 使用 RS-232C兼容串行接口,数据采集传输仪通过 MODBUS RTU采集自动监控设备的数据。约定数据采集传输仪为主设备 ,自动监控设备
7、为从设备, 信号线示意图, 见图 2。 数 据 采 集 传 输 仪( 主 设 备 )R S - 2 3 2接 口M o d b u s R T UR S - 2 3 2接 口自 动 监 控 设 备( 从 设 备 )图 2 信号线示意图 4.2 信号线 数据采集传输仪 自动监控 设备 自动监控 设备 . 上位机 传输网络 DB 63/T 11442012 3 自动监控设备采用三线制 DB9/M(针 )标准 RS232-C 接口输出 (RXD、 TXD、 SG), 数据采集结构图 ,见图 3。 1 DCD 载波检测 6 DSR 数据准备好 2 RXD 接收数据 7 RTS 请求发送 3 TXD 发
8、送数据 8 CTS 允许发送 4 DTR 数据终端准备好 9 RI 振铃提示 5 SG 信号地 图 3 数据采集结构图 4.3 通讯参数 传输模式: MODBUS 协议 RTU方式。 波特率: 9600bps,数据位: 8位,停止位: 1位,校验位:无。 数据采集传输仪与自动监控设备采用 MODBUS协议通信的数据内容为 Float型, 4字节。 自动监控设备为 MODBUS从设备,设备地址为 1。 4.4 传输数据 4.4.1 采集频率 数据采集传输仪采集的频率至少一分钟一次。 4.4.2 采集类型 采集分两种方式: 第一种方式 : 数据采集传输仪每次采集自动监控设备的实时数据,根据采集的实
9、时数据计算出十分钟数据、小时数据、日数据。 第二种方式 : 数据采集传输仪 每次采集自动监控设备 计算和存储的 实时数据、十分钟数据、小时数据、日数据。 如自动监控设备具备 计算和 存储十分钟数据、小时数据、日数据所需的最大值、最小值和平均值的能力,必须使用第二种方式。 数据采集中所涉及的污染物名称、数据类别等在 MODBUS协议中规定的起始地址,详见附录 A、附录 B、附录 C。 4.4.3 数据采集 过程 数据采集传输仪 发出读数命令, 自动监控设备收 到命令后返回相应 数据 。数据传输示例 及 CRC算法说明 ,详见附录 D和附录 E。 4.5 自动监控设备的反控 4.5.1 做样设定
10、DB 63/T 11442012 4 数据采集传输仪对 43585地址进行写操作,使其内容为 1.00, 自动监控设备收到后进行即时做样,做样结束后把该地址内容设为 0.00。 数据采集传输仪对 43595地址进行写操作,使其内容为 1.00,设备收到后进行校零校满,校零校满结束后把该地址内容设为 0.00。 注: 做样设定只针对 COD等 水质自动监控设备 有效, 废气 类自动监控设备 无做样设定。 4.5.2 校时 数据采集传输仪对 4xx87-4xx89写操作用于校时,内容为小时和分钟,详见附录 F。 反控自动监控设备流程图 ,见图 4。 上 位 机数 采 仪自 动 监 控设 备发 送
11、即 时采 样 命 令发 送M O D B U S写 操 作 命 令图 4 反控自动监控设备流程图 4.6 自动监控设备数据 存储 的要 求 自动监控设备的单片机、工控机、嵌入式计算机、嵌入式可编程自动控制器( PAC)或可编程控制器等在将每条自动监测原始数据 传输到 本地数据库之前须与数据采集传输仪同步。 DB 63/T 11442012 5 附 录 A (规范 性 附录) 废气 污染物 数据约定 A.1 废气 污染物 数据约定 ,见表 A1。 表 A1:废气污染物 数据约定 表 序号 污染物名称 MODBUS起始地址 ( Rtd) 单位 1 氧气 含量 40001 2 废 气流速 40101
12、 m3/h 3 废 气温度 40201 4 废 气动压 40301 MPa 5 废 气湿 度 40401 % 6 制冷温度 40501 7 烟道截面积 40601 m2 8 烟气压力 40701 Kpa 9 废气 40801 mg/m3 10 烟尘 40901 mg/m3 11 二氧化硫 41001 mg/m3 12 氮氧化物 41101 mg/m3 13 一氧化碳 41201 mg/m3 14 硫化氢 41301 mg/m3 15 氟化物 41401 mg/m3 16 氰化物 (含氰化氢 ) 41501 mg/m3 17 氯化氢 41601 mg/m3 18 沥青烟 41701 mg/m3
13、19 氨 41801 mg/m3 20 氯气 41901 mg/m3 21 二硫化碳 42001 mg/m3 22 硫醇 42101 mg/m3 23 硫酸雾 42201 mg/m3 24 铬酸雾 42301 mg/m3 25 苯系物 42401 mg/m3 26 甲苯 42501 mg/m3 27 二甲苯 42601 mg/m3 28 甲醛 42701 mg/m3 DB 63/T 11442012 6 29 苯并 (a)芘 42801 mg/m3 30 苯胺类 42901 mg/m3 31 硝基 苯类 43001 mg/m3 32 氯苯类 43101 mg/m3 33 光气 43201 mg
14、/m3 34 碳氢化合物(含非甲烷总烃) 43301 mg/m3 35 乙醛 43401 mg/m3 36 酚类 43501 mg/m3 37 甲醇 43601 mg/m3 38 氯乙烯 43701 mg/m3 39 二氧化碳 43801 mg/m3 40 汞及其化合物 43901 mg/m3 41 铅及其化合物 44001 mg/m3 42 镉及其化合物 44101 mg/m3 43 锡 及其化合物 44201 mg/m3 44 镍及其化合物 44301 mg/m3 45 铍及其化合物 44401 mg/m3 46 林格曼黑度 44501 mg/m3 47 其他气污染物 44601 mg/m
15、3 DB 63/T 11442012 7 附 录 B (规范性附录) 水质污染物 数据约定 B.1 水质污染物 数据约定 ,见表 B1。 表 B1:水质污染物 数据约定 表 序号 污染物名称 MODBUS起始地址 ( Rtd) 单位 1 污水 40001 L/s 2 pH值 40101 - 3 色度 40201 色度单 位 4 悬浮物 40301 mg/L 5 生化需氧量 40401 mg/L 6 化学需氧量 40501 mg/L 7 总有机炭 40601 mg/L 8 总汞 40701 mg/L 9 烷基汞 40801 mg/L 10 总镉 40901 mg/L 11 总铬 41001 mg
16、/L 12 六价铬 41101 mg/L 13 三价铬 41201 mg/L 14 总砷 41301 mg/L 15 总铅 41401 mg/L 16 总镍 41501 mg/L 17 总铜 41601 mg/L 18 总锌 41701 mg/L 19 总锰 41801 mg/L 20 总铁 41901 mg/L 21 总银 42001 mg/L 22 总铍 42101 mg/L 23 总硒 42201 mg/L 24 锡 42301 mg/L 25 硼 42401 mg/L 26 钼 42501 mg/L 27 钡 42601 mg/L 28 钴 42701 mg/L DB 63/T 114
17、42012 8 29 铊 42801 mg/L 30 氨氮 42901 mg/L 31 有机氮 43001 mg/L 32 总 氮 43101 mg/L 33 石油类 43201 mg/L 34 总磷 43301 mg/L DB 63/T 11442012 9 附 录 C (规范 性附录 ) 数据上传类别与地址对照表 C.1 数据上传类别与地址对照表 见表 C1。 表 C1: 数据上传类别与地址对照表 序号 地址 数据上传类别 数据类别 1 4XX01 xxx-Rtd 污染物实时数据 实时数据 2 4XX05 xxx-ZsRtd 污染物实时折算数据 3 4XX09 xxx-Flag 污染物实时
18、数据状态 4 4XX11 xxx-Max 污染物分钟数据最大浓度 十 分钟数据 5 4XX13 xxx-Min 污染物分钟数据最小浓度 6 4XX15 xxx-Avg 污染物分钟数据平均浓度 7 4XX17 xxx-Cou 污染物累计值 8 4XX19 xxx-ZsMax 污染物折算分钟数据最大浓度 9 4XX21 xxx-ZsMin 污染物折算分钟数据最小浓度 10 4XX23 xxx-ZsAvg 污染物折算分钟数据平均浓度 11 4XX37 xxx-Max 小时数据中污染物最大浓度 小时数据 12 4XX39 xxx-Min 小时数据中污染物最小浓度 13 4XX41 xxx-Avg 小时
19、数据中污染物平均浓度 14 4XX49 xxx-ZsMax 小时折算数据中污染物最大浓度 15 4XX51 xxx-ZsMin 小时折算数据中污染物最小浓度 16 4XX53 xxx-ZsAvg 小时折算数据中污染物平均浓度 17 4XX54 xxx-Cou 小时时段内 污染物累计值 18 4XX61 xxx-Max 日数据中污染物最大浓度 日数据 19 4XX63 xxx-Min 日数据中污染物最 小浓度 20 4XX65 xxx-Avg 日数据中污染物平均浓度 21 4XX73 xxx-ZsMax 日折算数据中污染物最大浓度 22 4XX75 xxx-ZsMin 日折算数据中污染物最小浓度
20、 23 4XX77 xxx-ZsAvg 日折算数据中污染物平均浓度 24 4XX78 xxx-Cou 日时段内 污染物累计值 25 43591 xxx-RS (RS=1,1待机状态, 2报警, 3测量状态, 4标定注 1状态, 5其它 ) 仪器当前的状态(待机状态才能执行即时做样) 报警与状态 26 43593 AlarmType (AlarmType=1,1无试剂, 2设备故障 ) 仪器报警代码解释 27 4XX99 预留 注 1: 标定状态只适用于水质自动监控设备。 DB 63/T 11442012 10 附 录 D (资料性附录) 数据传输示例 D.1 单精度浮点数 数据 示例 1.35
21、1318单精度浮点数在内存表示为 00 f8 ac 3f 在 MODBUS发送顺序为:(前) f8 00 3f ac (后) 。 举例: MODBUS主设备 发送 读取设备 1的一个浮点数, 40001地址的值是浮点数 1.351318 (注意,MODBUS中一个数据是 2字节,为了读取一个浮 点数,需要读取 2个数据) ,详见表 D1和表 D2。 表 D1: 主设备 RTU 帧格式 信息 表 从设备地址 功能码 数据起始地址寄存器高字节 数据起始地址寄存器低字节 数据读取个数寄存器高字节 数据读取个数寄存器低字节 循环冗余校验高字节 循环冗余校验低字节 01H 03H 00H 00H 00H
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