VDI 4201 Blatt 1-2010 Performance criteria on automated measuring and electronic data evaluation systems for monitoring emissions - Digital interface - General requirements.pdf

1、 ICS 13.040.20 VDI-RICHTLINIEN September 2010VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Mindestanforderungen an automatische Mess- und elektronische Auswerteeinrichtungen zur berwachung der Emissionen Digitale Schnittstelle Allgemeine Anforderungen Performance criteria on automated measuring and electronic data ev

2、aluation systems for monitoring emissions Digital interface General requirements VDI 4201 Blatt 1 / Part 1 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen. Die deutsche Version dieser

3、Richtlinie ist verbindlich. The draft of this guideline has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. Kommission

4、 Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL Fachbereich Umweltmesstechnik VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5: Analysen- und Messverfahren II Frhere Ausgabe: 02.09Entwurf, deutschFormer edition: 02/09 Draft, inGerman only Vervielfltigung auch fr innerbetriebliche Zwecke nicht

5、 gestattet / Reproduction even for internal use not permittedZu beziehen durch / Available atBeuthVerlagGmbH, 10772 BerlinAlleRechtevorbehalten/ All rights reserved VereinDeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf 2010Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Begriffe 2 3 Abkrzun

6、gen . 3 4 Grundlagen 3 5 Mindestanforderungen . 3 5.1 Allgemeine Anforderungen 3 5.2 Anforderungen an die digitale Schnittstelle fr eine berprfung nach QAL1, QAL2 und AST . 4 6 Eignungsprfung 6 Schrifttum 7 Preliminary note . 2 1 Scope . 2 2 Terms and definitions 2 3 Abbreviations 3 4 Principles 3 5

7、 Performance criteria . 3 5.1 General requirements . 3 5.2 Requirements on the digital interface for a check according to QAL1, QAL2 and AST . 4 6 Performance test 6 Bibliography 7 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 2 VDI 4201 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalte

8、n Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unterBeachtung der Vorgaben und Empfehlungen derRichtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere das des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszu

9、gsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung derLizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), diein den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitge

10、wirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieserRichtlinienreihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/4201. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All ri

11、ghts are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions spe

12、cified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guideline can be accessed on the internet at www.vdi-richtlinien.de/4201. 1 Anwendungsbereich Die Richtlinie VDI 4

13、201 Blatt 1 legt die allgemei-nen Mindestanforderungen an eine digitale Schnitt-stelle fr den Datenaustausch zwischen automati-schen Mess- und elektronischen Auswerteeinrich-tungen zur berwachung der Emissionen fest. Inden folgenden Blttern zu dieser Richtlinie werdendie spezifischen Anforderungen f

14、r die Realisie-rung einer digitalen Schnittstelle auf Basis einesspezifischen Profils oder einer spezifischen Spezi-fikation festgelegt. Diese allgemeinen und die spe-zifischen Mindestanforderungen gelten fr Eig-nungsprfungen von automatischen Mess- und elektronischen Auswerteeinrichtungen, die mitd

15、igitalen Schnittstellen ausgestattet sind. Die Richtlinienreihe VDI 4201 erfllt die Anforde-rungen der Bundeseinheitlichen Praxis bei derberwachung der Emissionen und der DINEN 15267-3 hinsichtlich der vollstndigen Be-schreibung der digitalen Schnittstelle im Normen-und Richtlinienwerk. 1 Scope Guid

16、eline VDI 4201 Part 1 specifies general per-formance criteria on a digital interface for data exchange between automated measuring and elec-tronic data evaluation systems for monitoring emissions. The subsequent parts of this guideline specify the specific requirements for the realization of a digit

17、al interface on the basis of a specific pro-file or a specific specification. The general and the specific performance criteria apply to performance tests of automated measuring and electronic data evaluation systems equipped with digital inter-faces. The series of guidelines VDI 4201 meets the re-q

18、uirements of the Uniform Practice in Monitoring Emissions (Bundeseinheitliche Praxis bei der berwachung der Emissionen) and of DIN EN 15267-3 with respect to a complete description of the digital interface in the relevant standards and guidelines. 2 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten

19、 diefolgenden Begriffe: 2.1 Digitale Schnittstelle Schnittstelle, bei der die bertragung von Mess-signalen, Statussignalen und Gerteparametern vollstndig auf digitalem Weg erfolgt. 2.2 Messsignal Ausgabe einer automatischen Messeinrichtung in analoger oder digitaler Form, die mithilfe der Ka-librier

20、funktion in einen Messwert umgerechnet wird. DIN EN 15267-3 2 Terms and definitions For the purpose of this guideline, the following terms and definitions apply: 2.1 Digital interface Interface, which provides complete digital trans-mission of measured signals, status signals and instrument paramete

21、rs. 2.2 Measured signal Output from an automated measuring system in analogue or digital form which is converted into the measured value with the aid of the calibration function. DIN EN 15267-3 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher I

22、ngenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI 4201 Blatt 1 / Part 1 3 3 Abkrzungen In dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Abkrzungen verwendet: AMS automatische Messeinrichtung AST jhrliche Funktionsprfung QAL1 erste Qualittssicherungsstufe QAL2 zweite Qualittssicherungsstufe QAL3 dritte Qual

23、ittssicherungsstufe Anmerkung 1: Die erste Qualittssicherungsstufe nach DINEN 14181 umfasst die Prfung der AMS nach DIN ENISO 14956 und DIN EN 15267-3 (Eignungsprfung). Anmerkung 2: Die zweite Qualittssicherungsstufe nach DINEN 14181 umfasst die Kalibrierung der AMS und die Ermitt-lung der Variabili

24、tt der Messwerte. Anmerkung 3: Die dritte Qualittssicherungsstufe nach DINEN 14181 umfasst die regelmige berprfung des Null-und Referenzpunkts und deren Dokumentation. 3 Abbreviations The following abbreviations are used throughout this guideline: AMS automated measuring system AST annual surveillan

25、ce test QAL1 first quality assurance level QAL2 second quality assurance level QAL3 third quality assurance level Note 1: The first quality assurance level according to DIN EN 14181 covers testing of the AMS according to DIN EN ISO 14956 and DIN EN 15267-3 (performance test). Note 2: The second qual

26、ity assurance level according to DIN EN 14181 covers calibration of the AMS and the determina-tion of the variability of the measured values. Note 3: The third quality assurance level according to DIN EN 14181 covers regular checks of the zero and reference point and its documentation. 4 Grundlagen

27、Eine digitale Schnittstelle ist eine vollstndigeBeschreibung der bertragung von Messsignalenund zugehrigen Statusinformationen sowie Ger-teparametern auf digitalem Weg von den automati-schen Messeinrichtungen zu der elektronischenAuswerteeinrichtung. 4 Principles A digital interface is a complete de

28、scription of the digital transmission of measured signals and asso-ciated status information as well as instrument parameters from the automated measuring systems to the electronic data evaluation system. 5 Mindestanforderungen 5.1 Allgemeine Anforderungen Die digitale Schnittstelle muss mindestens

29、die fol-genden Funktionalitten erfllen: eindeutige Adressierung einer Messeinrichtunginnerhalb eines abgeschlossenen Systems be-stehend aus elektronischer Auswerteeinrichtungund automatischen Messeinrichtungen Anmerkung 1: Einer Adresse knnen mehrere Messgr-en zugeordnet werden. eindeutige Zuordnung

30、 aller Messgren undaller Statussignale der Messeinrichtung zu derAdresse der Messeinrichtung bertragung der Softwareversion der Messein-richtung bertragung der Seriennummer der Messein-richtung bertragung des Gertenamens der Messein-richtung bertragung der Namen aller Messkomponen-ten Anmerkung 2: D

31、ie bertragung der Namen der Mess-komponenten schliet auch die bertragung der Namender Abgasrandparameter wie Temperatur, Druck undWasserdampfgehalt ein. 5 Performance criteria 5.1 General requirements The digital interface shall provide at least the fol-lowing functionality: unique addressing of a m

32、easuring system within a closed system consisting of the electronic data evaluation system and automated measuring systems Note 1: Several measurands can be related to one address. unique allocation of all measurands and all status signals of the measuring system to the address of the measuring syst

33、em transmission of the software version of the measuring system transmission of the serial number of the meas-uring system transmission of the instrument name of the measuring system transmission of the names of all measured com-ponents Note 2: The transmission of the names of all measured component

34、s includes the transmission of the names of the waste gas parameters such as temperature, pressure and water-vapour content. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04 4 VDI 4201 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 bertr

35、agung der Anzeigebereiche aller Mess-gren bertragung der Messsignale mit zugehrigenStatusinformationen auf einer Skala von10 000 bis 10 000 mit dem Nullpunkt bei 0, mitdem Anzeigebereichsende bei 10 000 und miteiner Auflsung der skalierten Messsignale vonmindestens 32 bit Gleitpunktzahl nach Standar

36、dIEEE 754 Ansteuerung und/oder Rckmeldung der Auf-schaltung von Null- und Referenzmaterialien inder Messeinrichtung Anmerkung 3: Diese Funktionalitt kann zur Durchfh-rung der QAL3 genutzt werden. Die dem Messsignal zugehrigen Statusinformati-onen umfassen mindestens Kennungen fr die Gltigkeit eines

37、Messsignals, die Wartung der Messeinrichtung und die Strung der Messeinrichtung. Anmerkung 4: Die Unterscheidung zwischen dem Status des Messsignals und der Messeinrichtung ermglicht beiMehrkomponentenmesseinrichtungen bei der Strung ei-ner Messkomponente die Nutzung der restlichen Mess-komponenten.

38、 Sind fr die Abbildung einer Skala unterschiedli-che Auswertealgorithmen (z. B. die Liniearisierungin verschiedenen Anzeigebereichen) oder unter-schiedliche physikalische Aufbauten (z. B. die Messkvette fr verschiedene Anzeigebereiche)erforderlich, ist eine zweite Messkomponente zu bertragen. Die Sc

39、hnittstelle muss eine bertragung der ska-lierten Messsignale und Statusinformationen min-destens einmal pro Sekunde ermglichen. 5.2 Anforderungen an die digitale Schnitt-stelle fr eine berprfung nach QAL1, QAL2 und AST 5.2.1 Allgemeines Eine Prfung der digitalen Schnittstelle im Rah-men der Eignungs

40、prfung (QAL1), der Prfungdes ordnungsgemen Einbaus, der Kalibrierung(QAL2) und/oder der jhrlichen Funktionsprfung(AST) muss mglich sein. Dazu mssen die Datender automatischen Messeinrichtung einfach undunterbrechungsfrei und mit verhltnismigem Aufwand zur Verfgung gestellt werden. Bei der Implementi

41、erung der digitalen Schnittstellemuss in der elektronischen Auswerteeinrichtungsichergestellt werden, dass die Messsignale unver-ndert bereitgestellt werden. Dadurch wird dieForderung der DIN EN 14181, die Messsignale transmission of the output ranges of all meas-urands transmission of the measured

42、signals with asso-ciated status information on a scale from 10 000 to 10 000 with zero point at 0, with upper limit of the output range at 10 000 and with a resolution of the scaled measured signals of at least 32 bit floating-point number according to standard IEEE 754 control and/or feedback of ap

43、plying zero and reference materials in the measuring system Note 3: This functionality can be used in QAL3. Status information associated to the measured sig-nals include at least identification of validity of a measured signal, maintenance of the measuring system and malfunction of the measuring sy

44、stem. Note 4: The distinction between the status of the meas-ured signal and of the measuring system allows in case of multiple-component measuring systems the use of the re-maining measured components, when one measured com-ponent is disturbed. If mapping of a scale requires different evaluation al

45、gorithms (e.g. linearization in different output ranges) or different physical equipment (e.g. meas-uring cuvette for different output ranges), a second measured component shall be transmitted. The digital interface shall allow the transmission of the scaled measured signals and of the status in-for

46、mation at least once every second. 5.2 Requirements on the digital interface for a check according to QAL1, QAL2 and AST 5.2.1 General A test of the digital interface during the perform-ance test (QAL1), during the check of correct in-stallation, during the calibration (QAL2) and/or during the annua

47、l surveillance test (AST) shall be possible. This requires that the data of the auto-mated measuring system are provided simple and without interruption and with appropriate effort. The electronic data evaluation system shall guaran-tee during implementation of the digital interface that measured si

48、gnals are provided unaltered. This satisfies the requirement of DIN EN 14181 to re-cord measured signals directly at the automated B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI 4201 Blatt 1 / Part 1 5 dire

49、kt an der automatischen Messeinrichtung miteinem unabhngigen Auswertesystem aufzuneh-men, erfllt. Folgende Funktionalitten mssenbereitgestellt werden: berprfung der Datenbertragung Aufgabe von simulierten Daten zur berpr-fung der Datenbertragung bzw. der Konfigura-tion und Berechnung in der elektronischenAuswerteeinrichtung eine geeignete Exportmglichkeit fr Messsig-nale