陰極保護遙測系統開發

摘 要：通過數傳電臺方式將長距離輸送管線陰極保護電位及溫度參數上傳至中控，可實現陰極保護無人遙測。

關鍵詞：陰極保護；遙測；研究分析

引言

長輸管道陰極保護是管道日常管理的重要工作內容，主要包括兩個方面的工作，既陰極保護運行數據的采集和陰極保護運行數據的分析。

長期以來，由于線路長、監測點分散、交通不便，監測工作實施與管理難度高，工作量大，為此，國外在上世紀70～80年代首先開始進行遠程監測方面的研究，主要采用的技術方案是飛機遙測和衛星通訊遙測，這些技術的運用，在一定程度上，達到了提高監測效率，降低勞動強度的目標，但高昂的數據采集成本限制了此類技術的應用。

隨著通訊技術和網絡技術的發展，為長距離管道陰極保護參數的傳輸提供了技術支持。針對越來越多的管道需求，研制開發了針對長距離輸送管道的陰極保護參數遠程測量與分析系統。

1 系統工作原理

由中心站主機通過數傳電臺向遙測站發布測量指令，控制遙測站的信號采集和數據回傳，遙測站則按照中心站的指令進行現場信號（包括溫度和陰極保護電位）采集，存貯，通過電臺向中心站發送。中心站對采集上來的信號做進一步處理，顯示，報警，輸出。

2 系統組成

陰極保護遙測系統由以下三部分組成：

（1）現場數據采集系統，由數據采集模塊和太陽能電源系統組成，負責現場參數信號的采集和初步處理。也叫遙測站。

（2）中心處理主機及數據專家處理軟件系統，包括工業控制計算機一臺，外加數據采集卡一個，數據專家系統軟件一套。負責整個系統的測量控制，數據回收、測量結果的分析、報警以及數據、曲線輸出。

（3）通訊系統，包括各遙測站的數傳電臺和中心站的數傳電臺、天線、避雷裝置等。負責中心站與各遙測站間的指令和數據的傳輸。

3 現場數據采集（探頭和數據采集裝置）系統

陰極保護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，直接通過當地數傳電臺與主站通訊。在指令接收和數據發送時，采用一定的校驗和加密措施，驗證信號的完整和真實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。每個溫度測量探頭中安裝兩個溫度傳感器，單獨配線，留做備用。

4 通訊系統功能

5 中心站中控主機和數據專家系統軟件

陰極保護遙測中控是整個系統的核心，其作用是：

（1）發送全線各個分站測試參數命令。

（2）主機采集處理全線各個分站數據。

（3）主機采集處理本站兩路電位數據（無遙測站），直接電位信號輸入，計算機中可加數據采集卡。

（4）主機采集本站恒電位儀（一路電位，一路電流）的信號。

中控系統軟件全面控制、存儲和分析測量的數據，主要實現的功能包括：

（1）定時測量參數設置。

由其設定間隔或定時測量后，各分站按此設置自動進行測量，并存貯數據。

以群呼方式向分站發布指令-同時向所有分站發布指令。

分站數據待主站向其發布數據回傳指令時，按要求回傳。

（2）隨機測量。

由其向分站發布測量指令，在一定延遲后再要求測量的站點發布回傳數據指令。

可測量任意分站組合的當前參數。

數據回收時，按順序從序號最小的開始，每個站發送最多三次數據回收指令，數據回收正常后，進行下一站的數據回收。若某一站數據回收失敗，則在全部其它站回收結束后，再進行一至幾次的數據回收，如再失敗，則在軟件界面顯示出來，同時停止當次的數據回收操作。

（3）數據回收。

回傳數據分為當次數據回傳（同隨機測量）；當天數據回傳；當周數據回傳；當月數據回傳和全部存貯數據回傳五種方式。

（4）數據顯示。

（5）曲線顯示

（6）數據報表和曲線打印輸出

（7）超標及欠壓報警。

（8）示意圖顯示。

（9）本站恒電位儀參數顯示。

（10）使用權限設定

分兩種權限級別：管理員和操作員；

不同權限操作人員設定不同的密碼；

6 系統其它系能

（1）內部具有硬件時鐘，能保證長時間正常工作。

（2）電源輸入處具有一定的保護措施，可在外部電源異常時保護內部電路。

（3）儀器工作電流小，平時不工作時處于待機-節電狀態。采集板整機約20mA，7路溫度傳感器約14mA，整機34mA。采用待機技術時，可關斷傳感器供電，降低14mA功耗。

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

（5）數據回傳方式分當次數據回傳、當天數據回傳、當周數據回傳、當月數據回傳和全部存貯數據回傳五種方式。

（6）數據存貯滿后，進行數據更新：按新數據量存貯新數據，剃除相應數量的舊數據（以時間為序）。

（7）可接收電源控制器發來的欠壓提示（電平信號），并向主站發送傳輸數據請求。

（8）由外部電源提供12V供電。供電電壓范圍11.3V～14.3V。

7 結束語

陰極保護遙測系統通過數傳電臺通訊方式對測得的陰極保護數據進行傳輸，經多條長輸管道的應用，本系統數據傳輸精確，系統穩定性好，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

[1]韓興平.長輸管道陰極保護有效性評價技術應用的探討[J].防腐保溫技術，2003.

作者簡介：張學忠 （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。