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阴极保护系统远程监控工程
来源:公司技术部    发布时间:2011-8-2     

一、系统简要介绍

宁波中科腐蚀控制工程技术有限公司(以下简称宁波中科)开发的《阴极保护在线实时监测系统》由硬件系统和《CPTC2000阴极保护在线实时监测软件系统》两部分组成。硬件系统部分由带有无线通讯功能的智能化恒电位仪、带有通讯功能的数字测试桩、485通讯接口,服务器组成;监测数据可以来自自动监测系统,也可以自手工检测后输入系统,系统提供输入接口。

二、系统结构

 

1、一种在线监测系统的拓扑结构示意图

 

阴极保护系统的保护参数,如管道或油罐的保护电位通过无线模式或光纤传入现场工业机,并通过工业机传入internet并经web服务器处理后,可供各职能部门或授权人员浏览分析。

 

三、软件结构

3.1、系统组成

整套软件系统分两部分,WEB服务器端(数据采集端)和用户端(浏览页面),服务器端负责电位、电流、电压等数据的采集及一些系统参数设置,用户端必须和WEB服务器端运行在一个局域网或广域网内,用于实时显示服务器端软件采集到的监测点的信息。

3.2、应用环境

WEB服务器端:WindowsXP或更高版本

用户端:      Windows2000,Windows98 或更高版本

3.3、软件结构与特点

本系统B/S结构,支持跨平台操作。

3.4、系统数据库

SqlServer2005

四、系统主要功能:

4.1、阴极保护运行状态在线监测

在线监测系统提供恒电位仪及数字监测桩的状态实时监测,将管道的阴极保护参数即时传入软件系统,软件依据获取的参数形成电压、电位、电流的历史变动轨迹。

图2、阴极保护信号采集器

图3、阴极保护在线监测系统监测界面示例1

 

图4、阴极保护在线监测系统监测界面示例2

 

监测系统具有数据采集,统计和系统超限报警功能。通过监测系统,可以很方便地了解阴极保护系统的运行状况和安全状况。

4.2、阴保系统检测数据的手工录入

对于无法提供实时监测的测试点,可以人工检测数据,并将检测数据录入系统。系统自动存储数据并进行有效分析,自动生成系统阴极保护状况报表。

 

五、系统应用方式

5.1方案一GPRS无线传输

5.1.1 概述

恒电位仪或测试桩加装信号采集模块,实时采集阴极保护参数,包括输出电压、输出电流、保护电位。经过模数转换,输出RS485信号。

信号的传输采用无线方式,通过移动通讯GPRS网络传输数据。每台设备配一个无线传输模块(CORPRO-W-RS485,每个传输模块中需配一张SIM卡。通过GPRS网络将数据传输给服务器端专用软件。只要有手机信号覆盖的地方就可以使用。

 

5.1.2监控系统需要设备:

工控机                                     

无线传输模块CORPRO-W-RS485            

信号采集终端CORPRO-RS485-EUI           

SIM流量卡                                

5.1.3其他技术需求

信号采集模块需要在恒电位仪内部取220V电源,功率小于100w。如需对测试桩进行监控,需根据现场情况选择使用太阳能电池板供电或使用长寿命电池。服务器端需要有网络接口。

专用软件和工控机软件必须为正版软件,开发软件须经过权威机构认证或软件著作权登记。

5.2方案二:有线网络传输

5.2.1 概述

恒电位仪加装信号采集模块,实时采集恒电位仪运行参数,包括输出电压、输出电流、保护电位。经过模数转换,输出RS485信号。所有采集模块的RS485接口通过总线连接到RS485/RS232转换器,经信号转换后,将RS232信号输入工控机串口。

采集到的数据经过工控机处理后,通过网络传输到总服务器,

 

5.2.2监控系统需要设备:

工控机                                

信号采集终模块CORPRO-RS485-EUI   

信号转换器                            

通信柜                               

5.2.3其他技术需求

       每个阴保间配置一台通信柜,用于放置工控机及信号转换器。监测地点需提供网络接口一路、交流电源一路AC220V(50Hz 1kw)

信号采集模块需要在恒电位仪内部取220V电源,功率小于100w。如需对测试桩进行监控,需根据现场情况选择使用太阳能电池板供电或使用长寿命电池。服务器端需要有网络接口。

专用软件和工控机软件必须为正版软件,开发软件须经过权威机构认证或软件著作权登记。

 

5.3方案三:光缆传输

5.3.1 概述

恒电位仪加装信号采集模块,实时采集恒电位仪运行参数,包括输出电压、输出电流、保护电位。经过模数转换,输出RS485信号。

信号的传输采用光纤传输方式,通过光缆网络传输数据。每个阴保站配一个数字光端机。只要有光缆覆盖的地方就可以使用。

 

5.3.2监控系统需要设备:

工控机                                   

通信柜                                   

数字光端机                               

信号采集终端CORPRO-RS485-EUI         

直流电源                                 

5.3.3其他技术需求

信号采集模块需要在恒电位仪内部取220V电源,功率小于100w。光纤需融断后接入数字光端机。如需对测试桩进行监控,需根据现场情况选择使用太阳能电池板供电或使用长寿命电池。

 

专用软件和工控机软件必须为正版软件,开发软件须经过权威机构认证或软件著作权登记。

图5、使用太阳能电池为数据传输系统供电

六、应用案例

6.1 中石油宁波成品油库罐区阴极监测系统(有线)

       本项目为现有储罐阴极保护系统所做的监控系统。储罐的阴极保护系统具有分布集中的特点。即所有的恒电位仪都集中放在一个阴保间内。因此,我们为此设计了有线通讯方式。有线通讯采用基于RS485总线的通讯方式,利用两根信号线,就可以实现。

 

图6、在线监控系统基本结构图

首先,通过对恒电位仪的基本改造,把恒电位仪的电压信号、电流信号、保护电位信号、电源信号等连入信号采集终端CORPRO-RS485-EUI中。然后把信号采集终端连接到485总线上。485总线的另一端经过数据转换箱连接到服务器。这样,服务器就可以通过485总线实现与信号采集终端的通讯。把恒电位仪的数据进行处理并显示出来。

6.2 中石化茂名石化港口公司150Km管道阴极保护监测系统(无线)

长输管道是油品储运的重要设施,并且全部埋地敷设。它的长周期安全运行有赖于良好的阴极保护,并通过阴极保护各项参数了解管道的良好状态。因此,保证阴极保护系统的正常运行,是长输管线安全生产的重要保障。

本项目中需要监控的13套阴极保护系统,分别坐落在十多个站区。并且有部分阴保站坐落在野外,因此要把13套阴极保护系统的保护数据联网上传,采用有线通讯方式组网就不太实际。所以,本项目中,我们采取无线方式组网,既保证保护数据稳定传输,又节省材料成本和施工费用。

图7、无线监控系统基本结构图

      在每个阴保站中,通过对恒电位仪的基本改造,把恒电位仪的电压信号、电流信号、保护电位信号、电源信号等连入信号采集终端CORPRO-RS485-EUI中。经过信号采集模块处理,再通过无线传输模块CORPRO-W-RS485上传到服务器中。服务器再经过程序处理,就可以显示出需要的阴保数据了。通过服务器软件,坐在办公室中,就可以查看和控制远在几百公里以外的恒电位仪的运行情况。

本项目于2012年底实施后,阴极保护系统的故障将得到及时得到预警,由此而降低管线和储罐的腐蚀损失,以及跟踪阴保系统变化从而及时发现和避免管线安全事故所获得的间接效益不可估量。

 

 

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