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          陰極保護系統遠程監控工程
          來源:公司技術部    發布時間:2011-8-2     

          一、系統簡要介紹

          寧波中科腐蝕控制工程技術有限公司(以下簡稱寧波中科)開發的《陰極保護在線實時監測系統》由硬件系統和《CPTC2000陰極保護在線實時監測軟件系統》兩部分組成。硬件系統部分由帶有無線通訊功能的智能化恒電位儀、帶有通訊功能的數字測試樁、485通訊接口,服務器組成;監測數據可以來自自動監測系統,也可以自手工檢測后輸入系統,系統提供輸入接口。

          二、系統結構

           

          1、一種在線監測系統的拓撲結構示意圖

           

          陰極保護系統的保護參數,如管道或油罐的保護電位通過無線模式或光纖傳入現場工業機,并通過工業機傳入internet并經web服務器處理后,可供各職能部門或授權人員瀏覽分析。

           

          三、軟件結構

          3.1、系統組成

          整套軟件系統分兩部分,WEB服務器端(數據采集端)和用戶端(瀏覽頁面),服務器端負責電位、電流、電壓等數據的采集及一些系統參數設置,用戶端必須和WEB服務器端運行在一個局域網或廣域網內,用于實時顯示服務器端軟件采集到的監測點的信息。

          3.2、應用環境

          WEB服務器端:WindowsXP或更高版本

          用戶端:      Windows2000,Windows98 或更高版本

          3.3、軟件結構與特點

          本系統B/S結構,支持跨平臺操作。

          3.4、系統數據庫

          SqlServer2005

          四、系統主要功能:

          4.1、陰極保護運行狀態在線監測

          在線監測系統提供恒電位儀及數字監測樁的狀態實時監測,將管道的陰極保護參數即時傳入軟件系統,軟件依據獲取的參數形成電壓、電位、電流的歷史變動軌跡。

          圖2、陰極保護信號采集器

          圖3、陰極保護在線監測系統監測界面示例1

           

          圖4、陰極保護在線監測系統監測界面示例2

           

          監測系統具有數據采集,統計和系統超限報警功能。通過監測系統,可以很方便地了解陰極保護系統的運行狀況和安全狀況。

          4.2、陰保系統檢測數據的手工錄入

          對于無法提供實時監測的測試點,可以人工檢測數據,并將檢測數據錄入系統。系統自動存儲數據并進行有效分析,自動生成系統陰極保護狀況報表。

           

          五、系統應用方式

          5.1方案一GPRS無線傳輸

          5.1.1 概述

          恒電位儀或測試樁加裝信號采集模塊,實時采集陰極保護參數,包括輸出電壓、輸出電流、保護電位。經過模數轉換,輸出RS485信號。

          信號的傳輸采用無線方式,通過移動通訊GPRS網絡傳輸數據。每臺設備配一個無線傳輸模塊(CORPRO-W-RS485,每個傳輸模塊中需配一張SIM卡。通過GPRS網絡將數據傳輸給服務器端專用軟件。只要有手機信號覆蓋的地方就可以使用。

           

          5.1.2監控系統需要設備:

          工控機                                     

          無線傳輸模塊CORPRO-W-RS485            

          信號采集終端CORPRO-RS485-EUI           

          SIM流量卡                                

          5.1.3其他技術需求

          信號采集模塊需要在恒電位儀內部取220V電源,功率小于100w。如需對測試樁進行監控,需根據現場情況選擇使用太陽能電池板供電或使用長壽命電池。服務器端需要有網絡接口。

          專用軟件和工控機軟件必須為正版軟件,開發軟件須經過權威機構認證或軟件著作權登記。

          5.2方案二:有線網絡傳輸

          5.2.1 概述

          恒電位儀加裝信號采集模塊,實時采集恒電位儀運行參數,包括輸出電壓、輸出電流、保護電位。經過模數轉換,輸出RS485信號。所有采集模塊的RS485接口通過總線連接到RS485/RS232轉換器,經信號轉換后,將RS232信號輸入工控機串口。

          采集到的數據經過工控機處理后,通過網絡傳輸到總服務器,

           

          5.2.2監控系統需要設備:

          工控機                                

          信號采集終模塊CORPRO-RS485-EUI   

          信號轉換器                            

          通信柜                               

          5.2.3其他技術需求

                 每個陰保間配置一臺通信柜,用于放置工控機及信號轉換器。監測地點需提供網絡接口一路、交流電源一路AC220V(50Hz, 1kw)

          信號采集模塊需要在恒電位儀內部取220V電源,功率小于100w。如需對測試樁進行監控,需根據現場情況選擇使用太陽能電池板供電或使用長壽命電池。服務器端需要有網絡接口。

          專用軟件和工控機軟件必須為正版軟件,開發軟件須經過權威機構認證或軟件著作權登記。

           

          5.3方案三:光纜傳輸

          5.3.1 概述

          恒電位儀加裝信號采集模塊,實時采集恒電位儀運行參數,包括輸出電壓、輸出電流、保護電位。經過模數轉換,輸出RS485信號。

          信號的傳輸采用光纖傳輸方式,通過光纜網絡傳輸數據。每個陰保站配一個數字光端機。只要有光纜覆蓋的地方就可以使用。

           

          5.3.2監控系統需要設備:

          工控機                                   

          通信柜                                   

          數字光端機                               

          信號采集終端CORPRO-RS485-EUI         

          直流電源                                 

          5.3.3其他技術需求

          信號采集模塊需要在恒電位儀內部取220V電源,功率小于100w。光纖需融斷后接入數字光端機。如需對測試樁進行監控,需根據現場情況選擇使用太陽能電池板供電或使用長壽命電池。

           

          專用軟件和工控機軟件必須為正版軟件,開發軟件須經過權威機構認證或軟件著作權登記。

          圖5、使用太陽能電池為數據傳輸系統供電

          六、應用案例

          6.1 中石油寧波成品油庫罐區陰極監測系統(有線)

                 本項目為現有儲罐陰極保護系統所做的監控系統。儲罐的陰極保護系統具有分布集中的特點。即所有的恒電位儀都集中放在一個陰保間內。因此,我們為此設計了有線通訊方式。有線通訊采用基于RS485總線的通訊方式,利用兩根信號線,就可以實現。

           

          圖6、在線監控系統基本結構圖

          首先,通過對恒電位儀的基本改造,把恒電位儀的電壓信號、電流信號、保護電位信號、電源信號等連入信號采集終端CORPRO-RS485-EUI中。然后把信號采集終端連接到485總線上。485總線的另一端經過數據轉換箱連接到服務器。這樣,服務器就可以通過485總線實現與信號采集終端的通訊。把恒電位儀的數據進行處理并顯示出來。

          6.2 中石化茂名石化港口公司150Km管道陰極保護監測系統(無線)

          長輸管道是油品儲運的重要設施,并且全部埋地敷設。它的長周期安全運行有賴于良好的陰極保護,并通過陰極保護各項參數了解管道的良好狀態。因此,保證陰極保護系統的正常運行,是長輸管線安全生產的重要保障。

          本項目中需要監控的13套陰極保護系統,分別坐落在十多個站區。并且有部分陰保站坐落在野外,因此要把13套陰極保護系統的保護數據聯網上傳,采用有線通訊方式組網就不太實際。所以,本項目中,我們采取無線方式組網,既保證保護數據穩定傳輸,又節省材料成本和施工費用。

          圖7、無線監控系統基本結構圖

                在每個陰保站中,通過對恒電位儀的基本改造,把恒電位儀的電壓信號、電流信號、保護電位信號、電源信號等連入信號采集終端CORPRO-RS485-EUI中。經過信號采集模塊處理,再通過無線傳輸模塊CORPRO-W-RS485上傳到服務器中。服務器再經過程序處理,就可以顯示出需要的陰保數據了。通過服務器軟件,坐在辦公室中,就可以查看和控制遠在幾百公里以外的恒電位儀的運行情況。

          本項目于2012年底實施后,陰極保護系統的故障將得到及時得到預警,由此而降低管線和儲罐的腐蝕損失,以及跟蹤陰保系統變化從而及時發現和避免管線安全事故所獲得的間接效益不可估量。

           

           

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