陰極保護(hù)遙測系統(tǒng)開發(fā)

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)。