一种氨氮分析仪采样及数据传输方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种氨氮分析仪采样及数据传输方法，包括以下步骤：步骤一、氨氮采样器以RS485总线的方式向氨氮分析仪查询样品采样的信号，若有样品采样信号，则氨氮采样器向氨氮分析仪输送采样样品；步骤二、氨氮分析仪测量分析采样样品的各项数据；步骤三、数据采集仪以RS458总线的方式读取氨氮分析仪的测量数据；其中，步骤一和步骤三的顺序可调换。本发明提供的氨氮分析仪采样及数据传输方法及装置，使氨氮分析仪能同时通过RS485通讯总线方式连接采样器和数据采集仪，实现样品采样和测量数据的传输，很好的解决了数据传输失真的问题。
【专利说明】一种氨氮分析仪采样及数据传输方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工环保领域，尤其涉及一种氨氮分析仪采样及数据传输方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 现有氨氮采样器与氨氮分析仪采用RS485总线以MODBUS主从方式进行一对一的 通讯，实现采样器向分析仪提供分析样品；而数据采集仪则是通过氨氮分析仪的电流输出 通道采集其测量出的数据。
[0003] 这种通过电流输出通道采集输出通道采集测量数据的方式有较大的弊端，即会产 生数据失真，一是氨氮分析仪将测量数据转换为4?20mA电流信号时有一定的转换失真， 二是数据采集仪将电流信号再转换为数据信号时又有一定的转换失真，即使标准电流信号 的精度要求为2%。，累计起来就有2. 83%。的较大误差，这在大量程时测量小信号就会出现 明显的显示偏差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种采集数据时能够减小 数据失真的氨氮分析仪采样及数据传输方法及装置。
[0005] -种氨氮分析仪采样及数据传输方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤一、氨氮采样器以RS485总线的方式向氨氮分析仪查询样品采样的信号，若 有样品采样信号，则氨氮采样器向氨氮分析仪输送采样样品；
[0007] 步骤二、氨氮分析仪测量分析采样样品的各项数据；
[0008] 步骤三、数据采集仪以RS458总线的方式读取氨氮分析仪的测量数据；
[0009] 其中，步骤一和步骤三的顺序可调换。
[0010] 在上述方法的基础上，所述步骤一包括：氨氮采样器在RS485总线上以主从方式 经通讯控制器向氨氮分析仪查询样品采样的信号，若有样品采样信号，则氨氮采样器向氨 氮分析仪输送采样样品；
[0011] 其中，所述以主从方式经通讯控制器向氨氮分析仪查询样品采样的信号包括：通 讯控制器检测到氨氮采样器的通讯帧后，原样转发给氨氮分析仪，并等待氨氮分析仪的响 应；若氨氮分析仪正常响应，则氨氮分析仪将其响应的通讯帧转发给氨氮采样器；若氨氮 分析仪响应指令超时，则通讯控制器中止等待氨氮分析仪的响应，复位到等待氨氮采样器 和数据采集仪的通讯命令帧；
[0012] 所述步骤三包括：数据采集仪在RS485总线上以主从方式经通讯控制器向氨氮分 析仪发出读取测量数据的通讯帧；
[0013] 所述以主从方式经通讯控制器向氨氮分析仪发出读取测量数据的通讯帧包括：通 讯控制器检测到数据采集仪的通讯帧后，原样转发给氨氮分析仪，并等待氨氮分析仪的响 应；如氨氮分析仪正常响应，则氨氮分析仪将其响应的通讯帧转发给数据采集仪；若氨氮 分析仪响应指令超时，则通讯控制器中止等待氨氮分析仪的响应，复位到等待氨氮采样器 和数据采集仪的通讯命令帧；
[0014] 当通讯控制器同时检测到氨氮采样器和数据采集仪的通讯帧时，则执行先到的通 讯帧，屏蔽后到的通讯帧，直到前一个通讯帧处理完毕，通讯控制器重新复位到等待氨氮采 样器和数据采集仪的通讯命令帧。
[0015] 一种氨氮分析仪采样及数据传输装置，包括氨氮分析仪、用于为氨氮分析仪提供 采样样品的氨氮采样器、用于读取氨氮分析仪测量数据的数据采集仪；
[0016] 所述氨氮采样器与氨氮分析仪通过RS485总线连接；所述数据采集仪与与氨氮分 析仪通过RS485总线连接。
[0017] 在上述装置的基础上，还包括用于处理氨氮采样器和数据采集仪通讯帧的通讯控 制器，所述氨氮分析仪通过RS485总线与通讯控制器连接；通讯控制器分别通过RS485总线 与氨氮采样器和数据采集仪连接。
[0018] 本发明提供的氨氮分析仪采样及数据传输方法及装置，使氨氮分析仪能同时通过 RS485通讯总线方式连接采样器和数据采集仪，实现样品采样和测量数据的传输，数据采集 仪读取氨氮分析仪的测量数据采用4字节浮点数存储方式，保证数采仪采集的数据与氨氮 分析仪测量出的数据完全一致，从而很好的解决了数据传输失真的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明氨氮分析仪数据采集传输方法流程图；
[0020] 图2为本发明氨氮分析仪数据采集传输装置通讯网络结构图；
[0021] 图3为本发明氨氮分析仪采样及数据传输装置通讯网络结构图；
[0022] 附图标记说明：
[0023] 11-氨氮采样器，12-数据采集仪，13-通讯控制器，14-氨氮分析仪。
【具体实施方式】
[0024] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本 发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 图1为本发明氨氮分析仪数据采集传输方法流程图，如图1所示，该方法包括以下 步骤：
[0026] 步骤101 :氨氮采样器以RS485总线的方式向氨氮分析仪查询样品采样的信号，若 有样品采样信号，则氨氮采样器向氨氮分析仪输送采样样品；
[0027] 步骤102、氨氮分析仪测量分析采样样品的各项数据；
[0028] 步骤103、数据采集仪以RS458总线的方式读取氨氮分析仪的测量数据，其中，步 骤101和103可对调顺序。
[0029] 具体地，为了测量水质的各项指标，需要使氨氮分析仪对水质样品进行测量分析， 而为了获取测量样品，首先需要氨氮采样器对样品进行采样，然后将采样的样品输送给氨 氮分析仪进行分析测量；另一方面，环保局为了获知水质各项指标的测量数据，就需要读取 氨氮分析仪采样样品的的测量数据。
[0030] 本发明提供的氨氮分析仪采样及数据传输方法及装置，使氨氮分析仪能同时通过 RS485通讯总线方式连接采样器和数据采集仪，实现样品采样和测量数据的传输，数据采集 仪读取氨氮分析仪的测量数据采用4字节浮点数存储方式，保证数采仪采集的数据与氨氮 分析仪测量出的数据完全一致，从而很好的解决了数据传输失真的问题。
[0031] 进一步地，由于氨氮采样器上的可编程逻辑控制器PLC是通过RS485以主从方式 与氨氮分析仪通讯，数据采集仪同样以这种方式与氨氮分析仪通讯，氨氮采样器上的可编 程逻辑控制器PLC和数据采集仪都作为主站，在没有通讯协议协调通讯总线的控制权下， 在通讯上就会产生冲突，使总线上各设备无法稳定的通讯，为此，本发明提出了进一步的改 进方案：
[0032] 所述步骤101包括：氨氮采样器在RS485总线上以主从方式经通讯控制器向氨氮 分析仪查询样品采样的信号，若有样品采样信号，则氨氮采样器向氨氮分析仪输送采样样 品；
[0033] 其中，所述以主从方式经通讯控制器向氨氮分析仪查询样品采样的信号包括：通 讯控制器检测到氨氮采样器的通讯帧后，原样转发给氨氮分析仪，并等待氨氮分析仪的响 应；若氨氮分析仪正常响应，则氨氮分析仪将其响应的通讯帧转发给氨氮采样器；若氨氮 分析仪响应指令超时，则通讯控制器中止等待氨氮分析仪的响应，复位到等待氨氮采样器 和数据采集仪的通讯命令帧；
[0034] 所述步骤103包括：数据采集仪在RS485总线上以主从方式经通讯控制器向氨氮 分析仪发出读取测量数据的通讯帧；
[0035] 所述以主从方式经通讯控制器向氨氮分析仪发出读取测量数据的通讯帧包括：通 讯控制器检测到数据采集仪的通讯帧后，原样转发给氨氮分析仪，并等待氨氮分析仪的响 应；如氨氮分析仪正常响应，则氨氮分析仪将其响应的通讯帧转发给数据采集仪；若氨氮 分析仪响应指令超时，则通讯控制器中止等待氨氮分析仪的响应，复位到等待氨氮采样器 和数据采集仪的通讯命令帧；
[0036] 当通讯控制器同时检测到氨氮采样器和数据采集仪的通讯帧时，则执行先到的通 讯帧，屏蔽后到的通讯帧，直到前一个通讯帧处理完毕，通讯控制器重新复位到等待氨氮采 样器和数据采集仪的通讯命令帧。
[0037] 图2为本发明氨氮分析仪数据采集传输装置通讯网络结构图，如图2所示，氨氮采 样器的编程逻辑控制器PLC有一 RS485通讯接口，它做主站经通讯控制器的通道1与氨氮 分析仪通讯，读取其对样品的需求状态，从而控制与氨氮采样器连接的管路进行采样、清洗 等；同时环保局所属的数据采集仪也作为RS485主站经通讯控制器的通道2与氨氮分析仪 通讯，读取其测量数据。通讯控制器内由微处理器智能判断PLC控制器与数据采集仪谁先 发起通讯，如果两个主站同时发送通讯命令，则屏蔽后发起的主站，并将氨氮分析仪的响应 发送给相应的主站。
[0038] 图3为本发明氨氮分析仪采样及数据传输装置通讯网络结构图，如图3所示，本发 明的氨氮分析仪采样及数据传输装置，包括：氨氮分析仪14、用于为氨氮分析仪14提供采 样样品的氨氮采样器11、用于读取氨氮分析仪14测量数据的数据采集仪12、以及用于处 理氨氮采样器11和数据采集仪12通讯命令帧的通讯控制器13。所述氨氮分析仪14通过 RS485总线与通讯控制器13连接进行通讯；通讯控制器13分别通过RS485总线与氨氮采 样器11和数据采集仪12连接进行通讯。
[0039] 本实施例提供的通讯控制器有效的解决了通讯冲突的技术问题，其中通讯控制器 的微处理器MCU检测可编程逻辑控制器PLC和数据采集仪连接的通讯口，当其中一个有通 讯帧的起始位时，微处理器MCU就接收该通道的通讯帧，直到收到通讯结束位或通讯超时。 通讯控制器通过CRC16校验通讯帧的是否正确完整来确定是否转发给氨氮分析仪，并等待 氨氮分析仪的响应，如果氨氮分析仪响应超时，则通讯控制器复位到等待可编程逻辑控制 器PLC、数据采集仪的通讯命令状态；如果氨氮分析仪发出有效响应，通讯控制器就转发给 相应的主站。当一个主站的通讯过程未结束时，另一个主站的通讯则暂时屏蔽，从而避免了 无主站控制权协调协议下二个主站同时通讯造成的通讯冲突问题。
[0040] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【权利要求】
1. 一种氨氮分析仪采样及数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、氨氮采样器以RS485总线的方式向氨氮分析仪查询样品采样的信号，若有样 品采样信号，则氨氮采样器向氨氮分析仪输送采样样品； 步骤二、氨氮分析仪测量分析采样样品的各项数据； 步骤三、数据采集仪以RS458总线的方式读取氨氮分析仪的测量数据； 其中，步骤一和步骤三的顺序可调换。
2. 根据权利要求1所述的氨氮分析仪采样及数据传输方法，其特征在于，所述步骤一 包括：氨氮采样器在RS485总线上以主从方式经通讯控制器向氨氮分析仪查询样品采样的 信号，若有样品采样信号，则氨氮采样器向氨氮分析仪输送采样样品； 其中，所述以主从方式经通讯控制器向氨氮分析仪查询样品采样的信号包括：通讯控 制器检测到氨氮采样器的通讯帧后，原样转发给氨氮分析仪，并等待氨氮分析仪的响应；若 氨氮分析仪正常响应，则氨氮分析仪将其响应的通讯帧转发给氨氮采样器；若氨氮分析仪 响应指令超时，则通讯控制器中止等待氨氮分析仪的响应，复位到等待氨氮采样器和数据 采集仪的通讯命令帧； 所述步骤三包括：数据采集仪在RS485总线上以主从方式经通讯控制器向氨氮分析仪 发出读取测量数据的通讯帧； 所述以主从方式经通讯控制器向氨氮分析仪发出读取测量数据的通讯帧包括：通讯控 制器检测到数据采集仪的通讯帧后，原样转发给氨氮分析仪，并等待氨氮分析仪的响应；如 氨氮分析仪正常响应，则氨氮分析仪将其响应的通讯帧转发给数据采集仪；若氨氮分析仪 响应指令超时，则通讯控制器中止等待氨氮分析仪的响应，复位到等待氨氮采样器和数据 采集仪的通讯命令帧； 当通讯控制器同时检测到氨氮采样器和数据采集仪的通讯帧时，则执行先到的通讯 帧，屏蔽后到的通讯帧，直到前一个通讯帧处理完毕，通讯控制器重新复位到等待氨氮采样 器和数据采集仪的通讯命令帧。
3. -种氨氮分析仪采样及数据传输装置，其特征在于，包括氨氮分析仪、用于为氨氮分 析仪提供采样样品的氨氮采样器、用于读取氨氮分析仪测量数据的数据采集仪； 所述氨氮采样器与氨氮分析仪通过RS485总线连接；所述数据采集仪与与氨氮分析仪 通过RS485总线连接。
4. 根据权利要求3所述的氨氮分析仪采样及数据传输装置，其特征在于，还包括用于 处理氨氮采样器和数据采集仪通讯帧的通讯控制器，所述氨氮分析仪通过RS485总线与通 讯控制器连接；通讯控制器分别通过RS485总线与氨氮采样器和数据采集仪连接。
【文档编号】G08C19/00GK104122402SQ201310149154
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】刘锐, 孔令勇 申请人:重庆赛腾自动化仪表有限公司