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系統(tǒng)背景

天然氣作為一種重要的自然資源，其在我國的分布并不均勻。因此在實際使用中大多需要經(jīng)過管線的長距離傳輸，將其送到指定位置進行加工和生產(chǎn)。在輸送過程中會對管線造成一定腐蝕。為了有效降低管線的腐蝕，一種做法是外加電流陰極保護法。

外加電流陰極保護法，電化學保護法的其中一種，又叫做陰極電保護法。在外加電流陰極保護系統(tǒng)中，需要有一個穩(wěn)定的直流電源，以提供保護電流。目前，廣泛使用的有整流器和恒電位儀兩種。一般，當被保護的結(jié)構(gòu)物所處的工況條件（如浸水面積、水質(zhì)等）基本不變或變化很小時，可以采用手動控制的整流器；但當結(jié)構(gòu)物所處的工況條件經(jīng)常變化時，則應采用自動控制的恒電位儀，以使結(jié)構(gòu)物電位總處在最佳保護范圍內(nèi)。

為了更好的了解管線電位情況，有時會在管線上一段距離設置一個電位測試樁，電位測試樁連通道管線上，用來測試管線上的實際電位。

依據(jù)長輸管線實際的使用環(huán)境，本文數(shù)據(jù)采集對象主要針對恒電位儀和管線上的電位測試樁進行。

數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集分為2個部分：恒電位儀的數(shù)據(jù)采集和管線測試樁的數(shù)據(jù)采集。

1、 恒電位儀數(shù)據(jù)采集

恒電位儀作為一種較為成熟的產(chǎn)品，廠家通常情況下會提供數(shù)據(jù)采集接口。這樣可以直接將GPRS無線通信設備與恒電位儀進行連接，服務器在遠程采集設備的數(shù)據(jù)。假使恒電位儀沒有提供數(shù)據(jù)采集接口，則數(shù)據(jù)采集方式可以與電位測試樁的數(shù)據(jù)采集方式相同，參見下一小節(jié)。

恒電位儀的參考圖如下：

2、 測試樁數(shù)據(jù)采集

電位測試樁的樣式可以參見下圖所示（測試樁的形狀可能不同，但測試原理大致相同）。

通常情況下測試樁只測試一個電壓值。采集過程中依據(jù)實際的電壓范圍選取相應的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。本系統(tǒng)采集的電壓范圍為0.8V~1.5V DV。將模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與GPRS設備相連，就可以采集數(shù)據(jù)了。

網(wǎng)絡連接與電源供給

由于恒電位儀的位置和測試樁的位置通常情況下都是在野外，且與中心服務器的距離較遠，因此架設光纖的費用較為昂貴。本系統(tǒng)采用GPRS無線網(wǎng)絡設備作為網(wǎng)絡連接方式。

恒電位儀由于其使用的要求，數(shù)據(jù)采集可以很容易找到電源。但是電位測試樁附近通常沒有穩(wěn)壓電源，因此設備的供電需要使用太陽能電池板或干電池。太陽能電池板可以實現(xiàn)無人看守情況下的較長時間供電，但架設成本較高，且容易出現(xiàn)設備被盜的情況；干電池的容量有限，需要定期由人員更換，但其體積小巧，且成本較低。本系統(tǒng)采用干電池的方式進行設備供電。

終端服務器

為適應數(shù)據(jù)量的增加和未來數(shù)據(jù)采集的擴容，本系統(tǒng)在信息中心辦公樓構(gòu)架一臺計算機服務器，用于接收站采集的所有數(shù)據(jù)。此后通過服務器上安裝的紫金橋組態(tài)軟件實時數(shù)據(jù)庫，制作數(shù)據(jù)上傳指揮系統(tǒng)工程，應用軟件Web發(fā)布技術，在瀏覽器實時顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)情況。

采集流程圖

總結(jié)

本系統(tǒng)依托GPRS無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)對分散數(shù)據(jù)的遠程實時采集。技術人員可以更好的監(jiān)控管線運行情況，為企業(yè)節(jié)省大量的維護成本。