淺談COD在線監測分析儀遠程校準問題

宋福勝

0 前言

隨著現代信息技術的發展，計算機網絡技術已經滲透到各個領域，引發了各種新的行為和思維。網絡會議、遠程教育、遠程醫療等基于網絡技術的新事物在資源共享、優勢互補、縮短時空距離等方面發揮了巨大的作用，其發展勢頭有增無減。傳統的計量測試技術也沒有置身其外。

“遠程校準”含義到目前尚無明確定義。但大致可作如下理解：遠程校準所指的仍然是一種校準過程，即以獲取被校測量儀器的計量特性為目的而進行的一組操作。這一過程仍然離不開傳統校準的幾個要素：即為確定測量儀器、測量系統所指示的量值、實物量具或參考物質所代表的量值，與對應的由標準所復現的量值之間關系的一組操作。

1 實施在線COD遠程校準的意義

（1）傳統的測量、校準的溯源是通過送檢或通過傳遞標準來進行的。這樣做有兩個缺陷：第一，溯源性的檢查必定有時間間隔，只能定期進行。第二，為了實施溯源性的檢查，必然是從測量不確定度較小的標準向測量不確定度較大的標準逐級傳遞，或者反向逐級溯源。而如果使用遠程校準技術就可以同時克服這兩個缺陷。校準可以應用戶方的要求隨時進行，因為實質性的準備工作是上下級之間建立網絡聯系，遠程校準可以將測量不確定度最小的基準一步到位傳遞到下級實驗室的校準現場，并且在下級實驗室的每次校準過程中實時地實施溯源性檢查。

（2）目前，山西省內共有150多家企業安裝了COD在線監測分析儀，設備260余臺，如果按照《COD在線監測分析儀檢定規程》對一臺COD在線監測分析儀進行校準，其中的一項“穩定性”就需連續測量24小時，依靠目前現有的人員和裝備條件，每年要完成周期性校準工作幾乎是不可能實現的。而如果將便攜式基準交由不同地市環保運營商帶到現場，校準人員就可以利用互聯網這個平臺同時多點開展在線校準工作，這大大節省了人力和物力。

2 實施在線COD遠程校準的可能性

2.1 MODBUS協議

在分析儀出廠時，MODBUS通訊協議就已經被固化在儀器的程序軟件里。CODmax分析儀內部的MODBUS通訊協議采用的是RTU工作模式。如果網絡都采用標準的MODBUS協議的RTU工作模式，則分析儀只需要加一個網卡，便可以輕易地與現場總線進行銜接，進行通訊和控制。

2.2 連接

分析儀與現場總線的連接是通過RS485接口完成的。RS485接口分為兩線制和四線制兩種運行模式。雖然四線制這種運行模式會導致通訊電纜的成本增加1倍，但是四線制使得數據的雙向傳輸成為可能，這將極大地提高數據的傳輸速度。為了使分析儀的信息能與RS485接口相匹配，必須在分析儀里安裝網卡。此網卡的功能是將分析儀的數字量信號轉換成RS485的格式，以便向外輸出。分析儀可通過一組輸送電纜直接連接到現場總線的公共接點上。

2.3 現場數據采集

一個PC節點通過本地實驗室內部網絡收集來自一個或多個測量節點的測量數據。這個網絡可以是一個基于PC總線的數據采集系統（PC－DAQ），即由A/D、D/A、DI/DO及計數器等構成的集中式采集控制系統；也可以是PC機通過串行總線RS-232C、RS422、RS485及并行總線IEEE-488等連接智能儀器構成的集散式系統；還可以是一個基于現場總線的準分散式或全分散式系統。當然也可以是以上幾種方式的交叉組合。對于較為復雜的校準系統而言，由于數據采集的點較多，一般適合采用現場總線系統，目前在我國較流行的現場 總 線 有 ：CAN、DeviceNet、Profibus、LonWorks 及 Fondation Fieldbus等。此外，人們還提出了一種新的現場總線標準，被稱為IEEE1451標準。如果在閉環控制系統中使用符合IEEE1451標準的接口的話，就可以實現傳感器和傳感器之間的互換性，傳感器和網絡之間的互操作性。智能變送器接口標準IEEE1451是一個關于變送器和網絡之間以及變送器之間的自動識別的數字通訊協議。

[1]殳偉群.走進網絡化校準遠程校準技術初探（之一）.

[2]JJG 1012一2006化學需氧量(COD)在線自動監測儀國家檢定規程[S].

[3]李江全，曹衛彬.計算機典型測控與串口通信開發軟件應用實踐.

[4]美國哈希.CODmax化學需氧量分析儀操作手冊[M].