《水污染在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與數(shù)據(jù)采集傳輸儀通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范》

ICS13.020.40CCSZ05

DB32江 蘇 省 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB32/×××××-2022水污染在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與數(shù)據(jù)采集傳輸儀通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范Technicalspecificationofcommunicationprotocolforwastewateron-linemonitoringequipmentanddataacquisitioninstruments（報(bào)批稿）2022-□□-□□布 2022-□□-□□江蘇省市場(chǎng)監(jiān)督管理局 發(fā)布DB32/XXXXX—2022DB32/XXXXX—2022PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次目次 I前言 II范圍 1規(guī)性用件 1術(shù)與義 1系結(jié)構(gòu) 2數(shù)采集 3通協(xié)議 3附錄A（資性報(bào)答格及例 10參考獻(xiàn) 12DB32/XXXXX—2022DB32/XXXXX—2022前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由江蘇省生態(tài)環(huán)境廳提出并歸口。本文件起草單位：江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司、無(wú)錫高科物聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展有限公司。本文件主要起草人：王彧、吳云波、劉建、侯興、毛凱、徐鑫、周蕾、湯俁周、吳一亞、崔小愛(ài)、程偉、黎剛、周進(jìn)、郇洪江、黃艷、陳書義、錢維林。PAGE10PAGE10水污染在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與數(shù)據(jù)采集傳輸儀通訊協(xié)議技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了水污染在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與數(shù)據(jù)采集傳輸儀（以下簡(jiǎn)稱數(shù)采儀）通訊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)及通訊協(xié)議。本文件適用于水污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中水污染在線監(jiān)測(cè)儀、水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)與數(shù)采儀之間的數(shù)據(jù)通訊。下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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。GB/T19582.1ModbusHJ212污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)HJ212界定的以及以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。數(shù)據(jù)采集傳輸儀equipmentofdatacollectorandtransmission（ProgrammableAutomationLogicController，PLC）[來(lái)源：HJ212-2017，3.4]水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)automaticwatersampler水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中用于采集瞬時(shí)水樣及混合水樣、超標(biāo)留樣、平行監(jiān)測(cè)留樣、比對(duì)監(jiān)測(cè)留樣的系統(tǒng)。[來(lái)源：HJ355-2019，3.5，有修改]水污染在線監(jiān)測(cè)儀wastewateron-linemonitoringequipment用于在線連續(xù)監(jiān)測(cè)污染物濃度和排放量的設(shè)備。[來(lái)源：HJ353-2019，3.2，有修改]水污染在線監(jiān)測(cè)設(shè)備wastewateron-linemonitoringequipment用于采集與處理水樣，以及在線連續(xù)監(jiān)測(cè)污染物濃度和排放量的設(shè)備，本文件中為水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)與水污染在線監(jiān)測(cè)儀的合稱。[來(lái)源：HJ353-2019，3.2，有修改]標(biāo)樣核查（標(biāo)樣核查分析）checkwithstandardsolution水污染在線監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液，自動(dòng)判定測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。[來(lái)源：HJ355-2019，3.9有修改]反控reversecontrol數(shù)采儀向自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備發(fā)送控制命令并接收反饋數(shù)據(jù)的過(guò)程。樣品時(shí)間標(biāo)記sampletimelabel用于識(shí)別樣品唯一性的時(shí)間標(biāo)記，一般取現(xiàn)場(chǎng)端系統(tǒng)運(yùn)行工藝中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間作為時(shí)間標(biāo)記。監(jiān)控中心通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備中的數(shù)采儀交換數(shù)據(jù)。數(shù)采儀通過(guò)串口信號(hào)線路與水污染在線監(jiān)測(cè)設(shè)備（包括水污染在線監(jiān)測(cè)儀和水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)）通訊，并采用本文件約定的協(xié)議交換數(shù)據(jù)、發(fā)起和應(yīng)答指令。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。圖1 系統(tǒng)構(gòu)水污染在線監(jiān)測(cè)設(shè)備與數(shù)采儀之間的通訊協(xié)議采用ModbusRTU標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)采儀作為Modbus主機(jī)，水污染在線監(jiān)測(cè)儀與水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)作為Modbus從機(jī)，見(jiàn)圖2。圖2 信號(hào)示圖CRC校驗(yàn)CRC校驗(yàn)算法說(shuō)明執(zhí)行GB/T19582.1規(guī)定的內(nèi)容。ModbusRTU功能碼按表1的要求定義。表1 Modbus能定義代碼功能數(shù)據(jù)類型備注0x03讀整形/浮點(diǎn)/字符讀多個(gè)寄存器0x10寫整形/浮點(diǎn)/字符寫多個(gè)寄存器報(bào)文幀結(jié)構(gòu)按圖3和2的要求執(zhí)行。報(bào)文應(yīng)答示例見(jiàn)附錄A。名稱類型長(zhǎng)度（字節(jié)）描述地址字段BYTE1485下不同在線監(jiān)測(cè)儀器。取值范圍1~247功能碼BYTE1功能碼定義見(jiàn)表1名稱類型長(zhǎng)度（字節(jié)）描述地址字段BYTE1485下不同在線監(jiān)測(cè)儀器。取值范圍1~247功能碼BYTE1功能碼定義見(jiàn)表1數(shù)據(jù)BYTE[n]N變長(zhǎng)數(shù)據(jù)，伴隨功能碼、應(yīng)答模式不同而不同CRCWORD2ModbusCRC16校驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)類型按表3的要求定義。表3 Modbus據(jù)型義數(shù)據(jù)類型描述及要求BYTE無(wú)符號(hào)單字節(jié)整型（字節(jié)，8位）WORD無(wú)符號(hào)2字節(jié)整型（字，16位）DWORD無(wú)符號(hào)4字節(jié)整型（雙字，32位）FLOAT4字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)型（字節(jié)，32位）IEEE754標(biāo)準(zhǔn)DOUBLE8字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)型（字節(jié)，64位）BYTE[n]N字節(jié)STRINGGBK編碼，采用0終結(jié)符，若無(wú)數(shù)據(jù)，則放一個(gè)0終結(jié)符CHAR[n]N個(gè)字符，ASCIIDATE日期類型6字節(jié)年（BYTE）-月（BYTE）-日（BYTE）-時(shí)（BYTE）-分（BYTE）-秒（BYTE）其中：年=byte+2000，月：1-12，日：1-31，時(shí)：0-23分：0-59秒：0-59數(shù)值格式：BCD碼數(shù)據(jù)內(nèi)容按表4的要求分類。本文件允許擴(kuò)展其他數(shù)據(jù)內(nèi)容。表4 數(shù)據(jù)容類名稱描述工作狀態(tài)儀器當(dāng)前工作狀態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)包括測(cè)量數(shù)值、數(shù)據(jù)時(shí)間、數(shù)據(jù)標(biāo)記等。告警信息儀器部件、分析系統(tǒng)、預(yù)處理告警等管控參數(shù)包括設(shè)定參數(shù)（如消解時(shí)長(zhǎng)）、運(yùn)行參數(shù)（如斜率、截距）?？刂泼钏畼訙y(cè)試、標(biāo)樣核查、零點(diǎn)校準(zhǔn)、跨度校準(zhǔn)等工作狀態(tài)按表5的要求定義，編碼和控制命令編碼一樣。序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明1序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明1水污染在線監(jiān)測(cè)儀狀態(tài)WORD無(wú)（0）（1）（2）（9）、（122水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)工作狀態(tài)WORD無(wú)待機(jī)（0）、運(yùn)行（1）、維護(hù)（2）、故障（3）3水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)門禁狀態(tài)WORD無(wú)關(guān)（0）、開(kāi)（1）4水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)工作模式WORD無(wú)間等比例（2）、定量（3）、）序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明5留樣瓶狀態(tài)BYTE[n]序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明5留樣瓶狀態(tài)BYTE[n]無(wú)使用個(gè)220181號(hào)瓶有樣，2號(hào)瓶有樣。測(cè)量數(shù)據(jù)的內(nèi)容按表6的要求定義。表6 測(cè)量據(jù)容義序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明1因子編碼DWORD無(wú)具體因子見(jiàn)HJ212-2017附錄B2測(cè)量數(shù)值單位WORD無(wú)3標(biāo)樣核查標(biāo)準(zhǔn)值FLOAT與測(cè)量單位一致4水樣數(shù)據(jù)時(shí)間DATEDATE5水樣實(shí)測(cè)濃度值FLOAT與測(cè)量單位一致6水樣吸光度（電壓）值FLOAT無(wú)7水樣數(shù)據(jù)標(biāo)記CHAR[12]無(wú)8標(biāo)樣數(shù)據(jù)時(shí)間DATEDATE9標(biāo)樣實(shí)測(cè)濃度值FLOAT與測(cè)量單位一致10標(biāo)樣吸光度（電壓）值FLOAT無(wú)11標(biāo)樣數(shù)據(jù)標(biāo)記CHAR[12]無(wú)12其他預(yù)留告警信息按表7的要求定義。序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明1水污染在線監(jiān)測(cè)儀告警信息WORD無(wú)正常0（1245678（10）2水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)告警信息WORD無(wú)供樣失?。?）、留樣失?。?）、、、、水污染在線監(jiān)測(cè)儀的管控參數(shù)按表8的要求定義，水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)的管控參數(shù)按表9的要求定義。表8 水污在監(jiān)儀控?cái)?shù)序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明1是否有有效測(cè)量值WORD無(wú)無(wú)（0（）2取水時(shí)間DATEDATE型DB32/XXXXX—2022表8 水污DB32/XXXXX—2022表8 水污在監(jiān)儀控?cái)?shù)續(xù)1）序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明標(biāo)樣核查記錄3核查相對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn)值FLOAT%4核查相對(duì)誤差FLOAT%儀器參數(shù)5當(dāng)前量程FLOAT與測(cè)量單位一致6測(cè)量精度FLOAT與測(cè)量單位一致7測(cè)量間隔WORDmin8消解溫度FLOAT℃需要消解動(dòng)作的儀器提供9消解時(shí)長(zhǎng)WORDmin需要消解動(dòng)作的儀器提供10加熱溫度FLOAT℃需要消解動(dòng)作的儀器提供11燃燒溫度FLOAT℃需要消解動(dòng)作的儀器提供12校準(zhǔn)時(shí)間DATEDATE型輸出校準(zhǔn)時(shí)間13校準(zhǔn)曲線斜率FLOAT無(wú)（斜率14校準(zhǔn)曲線截距FLOAT無(wú)水污染在線監(jiān)測(cè)儀由標(biāo)液濃度值及其（截距15測(cè)量檢出限FLOAT與測(cè)量單位一致16是否存在設(shè)備上電啟動(dòng)或軟件重啟時(shí)間WORD無(wú)無(wú)（0（）17設(shè)備上電或重啟時(shí)間DATEDATE型18校準(zhǔn)方式WORD無(wú)01）19自動(dòng)校準(zhǔn)間隔WORDh20修正因子FLOAT無(wú)如果不存在轉(zhuǎn)換過(guò)程的則可固化為121修正偏差FLOAT無(wú)如果不存在轉(zhuǎn)換過(guò)程的則可固化為0校準(zhǔn)參數(shù)22零點(diǎn)校準(zhǔn)結(jié)果WORD無(wú)無(wú)（012）23零點(diǎn)校準(zhǔn)時(shí)間DATEDATE型24零點(diǎn)校準(zhǔn)濃度測(cè)量值FLOAT與測(cè)量單位一致25零點(diǎn)校準(zhǔn)吸光度（電壓）FLOAT1（V）26零點(diǎn)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)標(biāo)記CHAR[12]無(wú)27量程校準(zhǔn)結(jié)果WORD無(wú)無(wú)（012）28量程校準(zhǔn)時(shí)間DATEDATE型29量程校準(zhǔn)濃度測(cè)量值FLOAT與測(cè)量單位一致30量程校準(zhǔn)吸光度（電壓）FLOAT1（V）31量程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)標(biāo)記CHAR[12]無(wú)標(biāo)液參數(shù)32標(biāo)液1濃度FLOAT與測(cè)量單位一致由具體的在線儀類型確定標(biāo)液數(shù)量33標(biāo)液1吸光度（電壓）值FLOAT1（V）34標(biāo)液2濃度FLOAT與測(cè)量單位一致35標(biāo)液2吸光度（電壓）值FLOAT1（V）DB32/XXXXX—2022表8 水污DB32/XXXXX—2022表8 水污在監(jiān)儀控?cái)?shù)續(xù)2）序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明標(biāo)液參數(shù)36標(biāo)液3濃度FLOAT與測(cè)量單位一致37標(biāo)液3吸光度（電壓）值FLOAT1（V）38標(biāo)液4濃度FLOAT與測(cè)量單位一致39標(biāo)液4吸光度（電壓）值FLOAT1（V）40標(biāo)液5濃度FLOAT與測(cè)量單位一致41標(biāo)液5吸光度（電壓）值FLOAT1（V）反控結(jié)果42反控啟動(dòng)測(cè)量結(jié)果WORD無(wú)失敗0）43反控校時(shí)結(jié)果WORD無(wú)失敗0）44反控校準(zhǔn)結(jié)果WORD無(wú)失敗0）序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明工作運(yùn)行參數(shù)1采樣器門禁攬樣管理密碼BYTE[n]無(wú)2藥品剩余量序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明工作運(yùn)行參數(shù)1采樣器門禁攬樣管理密碼BYTE[n]無(wú)2藥品剩余量FLOATmL3當(dāng)前留樣瓶數(shù)WORD個(gè)留樣記錄4留樣結(jié)果WORD無(wú)留樣成功（0）、留樣失?。?）5留樣量FLOATmL6是否加固定劑WORD無(wú)否（0）、是（1）7固定劑類型WORD無(wú)硫酸（0）、硝酸（1）、鹽酸（2）、無(wú)（3）8留樣瓶加藥比例FLOAT%9留樣觸發(fā)方式WORD無(wú)控制（2）10留樣觸發(fā)條件WORD無(wú)指定時(shí)段故障留樣（1）、指定時(shí)段超（4）11樣品時(shí)間標(biāo)記DATEDATE型采用14個(gè)0~92020年12月7日150200標(biāo)記為20201207150200）12樣品編號(hào)WORD無(wú)160~9的（202012月723時(shí)00分-202012月8日01時(shí)002020120723000100注：混采時(shí)間段不超時(shí)24小時(shí)）13留樣結(jié)果WORD無(wú)；DB32/XXXXX—2022DB32/XXXXX—2022序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明棄樣記錄14棄樣結(jié)果WORD無(wú)棄樣失?。?）、棄樣成功（1序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)類型單位說(shuō)明棄樣記錄14棄樣結(jié)果WORD無(wú)棄樣失敗（0）、棄樣成功（1）15樣品時(shí)間標(biāo)記DATEDATE型采用14個(gè)0~92020年12月7日150200標(biāo)記為20201207150200）16樣品編號(hào)WORD無(wú)160~9的（202012月723時(shí)00分-202012月8日01時(shí)002020120723000100注：混采時(shí)間段不超時(shí)24小時(shí)）17棄樣瓶號(hào)WORD無(wú)留樣控制超標(biāo)信息記錄18樣品時(shí)間標(biāo)記DATEDATE型采用14個(gè)0~92020年12月7日150200標(biāo)記為20201207150200）19樣品編號(hào)WORD無(wú)160~9的（202012月723時(shí)00分-202012月8日01時(shí)002020120723000100注：混采時(shí)間段不超時(shí)24小時(shí)）20樣品分析值FLOAT無(wú)21超標(biāo)閥值FLOAT無(wú)22超標(biāo)因子DWORD無(wú)留樣控制故障信息記錄23樣品時(shí)間標(biāo)記DATEDATE型采用14個(gè)0~92020年12月7日150200標(biāo)記為20201207150200）24樣品編號(hào)WORD無(wú)160~9的（202012月723時(shí)00分-202012月8日01時(shí)002020120723000100注：混采時(shí)間段不超時(shí)24小時(shí)）25故障設(shè)備BYTE無(wú)26故障信息WORD無(wú)；；；控制命令按表10的要求定義。表10 控制令定義序號(hào)名稱備注水污染在線監(jiān)測(cè)儀1零點(diǎn)校準(zhǔn)此操作2量程校準(zhǔn)作3啟動(dòng)測(cè)量4標(biāo)樣核查5清洗否支持此操作6時(shí)間校準(zhǔn)對(duì)水污染在線監(jiān)測(cè)儀工作時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。7設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)機(jī)時(shí)間指令內(nèi)容包括在線分析儀設(shè)備編碼、平臺(tái)系統(tǒng)時(shí)間水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)8立即瞬時(shí)留樣指令內(nèi)容包含采樣器設(shè)備編碼9遠(yuǎn)程棄樣指令內(nèi)容包括棄樣瓶號(hào)、采樣器設(shè)備編碼10設(shè)置指定時(shí)段超標(biāo)混合留樣11提取指定時(shí)段超標(biāo)混合留樣用于上位機(jī)提取水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)的指定時(shí)段超標(biāo)混合留樣設(shè)置12上傳指定時(shí)段超標(biāo)混合留樣用于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)上傳指定時(shí)段超標(biāo)混合留樣的參數(shù)設(shè)置13設(shè)置指定時(shí)段同步混合留樣內(nèi)容包含留樣起止時(shí)間、采樣器設(shè)備編碼14提取指定時(shí)段同步混合留樣用于上位機(jī)提取水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)的指定時(shí)段同步混合留樣設(shè)置15上傳指定時(shí)段同步混合留樣用于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)上傳指定時(shí)段同步混合留樣的參數(shù)設(shè)置16設(shè)置指定時(shí)段故障混合留樣17提取指定時(shí)段故障混合留樣用于上位機(jī)提取水質(zhì)自動(dòng)采樣系統(tǒng)的指定時(shí)段故障混合留樣設(shè)置18上傳指定時(shí)段故障混合留樣用于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)上傳指定時(shí)段故障混合留樣的參數(shù)設(shè)置19恢復(fù)維護(hù)操作密碼附錄A（資料性）報(bào)文應(yīng)答格式及示例（0x03）設(shè)備地址功能碼寄存器地址寄存器數(shù)量CRC-HCRC-L1BYTE1BYTE2BYTE2BYTE1BYTE1BYTE設(shè)備地址：主控板地址，為0x01-0xF7可選；功能碼：為0x03；寄存器地址：要讀取數(shù)據(jù)的存放開(kāi)始地址；寄存器數(shù)量：要讀取的寄存器的個(gè)數(shù)；從機(jī)應(yīng)答：設(shè)備地址功能碼數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)CRC-HCRC-L1BYTE1BYTE1BYTE...1BYTE1BYTE設(shè)備地址：下位機(jī)地址，為0x01-0xF7可選；功能碼：為0x03；數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)：寄存器數(shù)量×2；數(shù)據(jù)：N=(寄存器數(shù)量×2)BYTE；錯(cuò)誤應(yīng)答：設(shè)備地址(1BYTE)+出錯(cuò)功能碼+錯(cuò)誤類型(1BYTE)+CRC校驗(yàn)注意出錯(cuò)功能碼是功能碼BYTE最高位取反得到。例如0x03出錯(cuò)功能碼為0x83錯(cuò)誤類型：注：以上錯(cuò)誤類型為ModbusRTU標(biāo)準(zhǔn)含義。示例：讀取命令：010300000002C40B（設(shè)備地址01）其中設(shè)備地址（01）+功能碼（03）+