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陰極保護(hù)遙測系統(tǒng)開發(fā)

2013-12-31 00:00:00張學(xué)忠張洪民朱占海
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2013年33期

摘 要:通過數(shù)傳電臺方式將長距離輸送管線陰極保護(hù)電位及溫度參數(shù)上傳至中控,可實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)無人遙測。

關(guān)鍵詞:陰極保護(hù);遙測;研究分析

引言

長輸管道陰極保護(hù)是管道日常管理的重要工作內(nèi)容,主要包括兩個(gè)方面的工作,既陰極保護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集和陰極保護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析。

長期以來,由于線路長、監(jiān)測點(diǎn)分散、交通不便,監(jiān)測工作實(shí)施與管理難度高,工作量大,為此,國外在上世紀(jì)70~80年代首先開始進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測方面的研究,主要采用的技術(shù)方案是飛機(jī)遙測和衛(wèi)星通訊遙測,這些技術(shù)的運(yùn)用,在一定程度上,達(dá)到了提高監(jiān)測效率,降低勞動強(qiáng)度的目標(biāo),但高昂的數(shù)據(jù)采集成本限制了此類技術(shù)的應(yīng)用。

隨著通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,為長距離管道陰極保護(hù)參數(shù)的傳輸提供了技術(shù)支持。針對越來越多的管道需求,研制開發(fā)了針對長距離輸送管道的陰極保護(hù)參數(shù)遠(yuǎn)程測量與分析系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)工作原理

由中心站主機(jī)通過數(shù)傳電臺向遙測站發(fā)布測量指令,控制遙測站的信號采集和數(shù)據(jù)回傳,遙測站則按照中心站的指令進(jìn)行現(xiàn)場信號(包括溫度和陰極保護(hù)電位)采集,存貯,通過電臺向中心站發(fā)送。中心站對采集上來的信號做進(jìn)一步處理,顯示,報(bào)警,輸出。

2 系統(tǒng)組成

陰極保護(hù)遙測系統(tǒng)由以下三部分組成:

(1)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),由數(shù)據(jù)采集模塊和太陽能電源系統(tǒng)組成,負(fù)責(zé)現(xiàn)場參數(shù)信號的采集和初步處理。也叫遙測站。

(2)中心處理主機(jī)及數(shù)據(jù)專家處理軟件系統(tǒng),包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)一臺,外加數(shù)據(jù)采集卡一個(gè),數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)軟件一套。負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的測量控制,數(shù)據(jù)回收、測量結(jié)果的分析、報(bào)警以及數(shù)據(jù)、曲線輸出。

(3)通訊系統(tǒng),包括各遙測站的數(shù)傳電臺和中心站的數(shù)傳電臺、天線、避雷裝置等。負(fù)責(zé)中心站與各遙測站間的指令和數(shù)據(jù)的傳輸。

3 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集(探頭和數(shù)據(jù)采集裝置)系統(tǒng)

陰極保護(hù)遙測站全部為通用型遙測站,可測至少一路電位和七路溫度信號,直接通過當(dāng)?shù)財(cái)?shù)傳電臺與主站通訊。在指令接收和數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí),采用一定的校驗(yàn)和加密措施,驗(yàn)證信號的完整和真實(shí)溫度測量探頭截面為半圓或長方型,如圖1。長度不大于40mm,寬度不大于15mm,厚度不大于10mm。每個(gè)溫度測量探頭中安裝兩個(gè)溫度傳感器,單獨(dú)配線,留做備用。

4 通訊系統(tǒng)功能

5 中心站中控主機(jī)和數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)軟件

陰極保護(hù)遙測中控是整個(gè)系統(tǒng)的核心,其作用是:

(1)發(fā)送全線各個(gè)分站測試參數(shù)命令。

(2)主機(jī)采集處理全線各個(gè)分站數(shù)據(jù)。

(3)主機(jī)采集處理本站兩路電位數(shù)據(jù)(無遙測站),直接電位信號輸入,計(jì)算機(jī)中可加數(shù)據(jù)采集卡。

(4)主機(jī)采集本站恒電位儀(一路電位,一路電流)的信號。

中控系統(tǒng)軟件全面控制、存儲和分析測量的數(shù)據(jù),主要實(shí)現(xiàn)的功能包括:

(1)定時(shí)測量參數(shù)設(shè)置。

由其設(shè)定間隔或定時(shí)測量后,各分站按此設(shè)置自動進(jìn)行測量,并存貯數(shù)據(jù)。

以群呼方式向分站發(fā)布指令-同時(shí)向所有分站發(fā)布指令。

分站數(shù)據(jù)待主站向其發(fā)布數(shù)據(jù)回傳指令時(shí),按要求回傳。

(2)隨機(jī)測量。

由其向分站發(fā)布測量指令,在一定延遲后再要求測量的站點(diǎn)發(fā)布回傳數(shù)據(jù)指令。

可測量任意分站組合的當(dāng)前參數(shù)。

數(shù)據(jù)回收時(shí),按順序從序號最小的開始,每個(gè)站發(fā)送最多三次數(shù)據(jù)回收指令,數(shù)據(jù)回收正常后,進(jìn)行下一站的數(shù)據(jù)回收。若某一站數(shù)據(jù)回收失敗,則在全部其它站回收結(jié)束后,再進(jìn)行一至幾次的數(shù)據(jù)回收,如再失敗,則在軟件界面顯示出來,同時(shí)停止當(dāng)次的數(shù)據(jù)回收操作。

(3)數(shù)據(jù)回收。

回傳數(shù)據(jù)分為當(dāng)次數(shù)據(jù)回傳(同隨機(jī)測量);當(dāng)天數(shù)據(jù)回傳;當(dāng)周數(shù)據(jù)回傳;當(dāng)月數(shù)據(jù)回傳和全部存貯數(shù)據(jù)回傳五種方式。

(4)數(shù)據(jù)顯示。

(5)曲線顯示

(6)數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線打印輸出

(7)超標(biāo)及欠壓報(bào)警。

(8)示意圖顯示。

(9)本站恒電位儀參數(shù)顯示。

(10)使用權(quán)限設(shè)定

分兩種權(quán)限級別:管理員和操作員;

不同權(quán)限操作人員設(shè)定不同的密碼;

6 系統(tǒng)其它系能

(1)內(nèi)部具有硬件時(shí)鐘,能保證長時(shí)間正常工作。

(2)電源輸入處具有一定的保護(hù)措施,可在外部電源異常時(shí)保護(hù)內(nèi)部電路。

(3)儀器工作電流小,平時(shí)不工作時(shí)處于待機(jī)-節(jié)電狀態(tài)。采集板整機(jī)約20mA,7路溫度傳感器約14mA,整機(jī)34mA。采用待機(jī)技術(shù)時(shí),可關(guān)斷傳感器供電,降低14mA功耗。

(4)儀器由主站指令控制進(jìn)行測量,分成定時(shí)測量和隨機(jī)測量兩種方式。其中定時(shí)測量是在主站發(fā)來定時(shí)測量的時(shí)間間隔值后,儀器按此間隔進(jìn)行參數(shù)測量,并保存數(shù)據(jù);隨機(jī)測量是接到儀器的測量指令即進(jìn)行測量。

(5)數(shù)據(jù)回傳方式分當(dāng)次數(shù)據(jù)回傳、當(dāng)天數(shù)據(jù)回傳、當(dāng)周數(shù)據(jù)回傳、當(dāng)月數(shù)據(jù)回傳和全部存貯數(shù)據(jù)回傳五種方式。

(6)數(shù)據(jù)存貯滿后,進(jìn)行數(shù)據(jù)更新:按新數(shù)據(jù)量存貯新數(shù)據(jù),剃除相應(yīng)數(shù)量的舊數(shù)據(jù)(以時(shí)間為序)。

(7)可接收電源控制器發(fā)來的欠壓提示(電平信號),并向主站發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)請求。

(8)由外部電源提供12V供電。供電電壓范圍11.3V~14.3V。

7 結(jié)束語

陰極保護(hù)遙測系統(tǒng)通過數(shù)傳電臺通訊方式對測得的陰極保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,經(jīng)多條長輸管道的應(yīng)用,本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸精確,系統(tǒng)穩(wěn)定性好,非常適合用于石油、石化、國防、市政等長輸管線上使用。

參考文獻(xiàn)

[1]韓興平.長輸管道陰極保護(hù)有效性評價(jià)技術(shù)應(yīng)用的探討[J].防腐保溫技術(shù),2003.

作者簡介:張學(xué)忠 (1956,7-),男,吉林省長春市,高級工程師,本科,研究方向:埋地金屬陰極保護(hù)。

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