一種多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于海洋工程陰極保護(hù)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，安裝有管理軟件的計(jì)算機(jī)分別與1-128個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)構(gòu)成裝置的硬件系統(tǒng)，每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)上設(shè)有1-8個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板，ARM工控主板通過(guò)PC104插槽與1～8個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板進(jìn)行級(jí)聯(lián)擴(kuò)展；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板上具有1～8個(gè)測(cè)量通道，每個(gè)測(cè)量通道通過(guò)連接電纜與電位傳感器、電流傳感器或極化探頭連接；觸控屏與ARM工控主板連接；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理科學(xué)，通用性強(qiáng)，配置靈活，操作簡(jiǎn)便，能夠適用于不同海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于海洋工程陰極保護(hù)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]鋼結(jié)構(gòu)海洋平臺(tái)是海上油氣開(kāi)發(fā)的重要設(shè)施，長(zhǎng)期處于苛刻的腐蝕性海洋環(huán)境中，其可靠性和耐久性受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，海洋平臺(tái)通常采用陰極保護(hù)與防腐涂層聯(lián)合的防腐措施，其表面的保護(hù)狀態(tài)可通過(guò)測(cè)量平臺(tái)的保護(hù)電位、保護(hù)電流密度以及陽(yáng)極電流等參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照船級(jí)社的規(guī)定，海洋平臺(tái)建成投產(chǎn)后應(yīng)對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢測(cè)，但由于保護(hù)系統(tǒng)在使用過(guò)程中處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，鈣鎂沉積層的形成、防腐層性能的退化以及犧牲陽(yáng)極的消耗等因素會(huì)導(dǎo)致保護(hù)電位和保護(hù)電流密度等發(fā)生變化，僅通過(guò)定期的檢測(cè)無(wú)法實(shí)時(shí)、全面地掌握陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)狀態(tài)及變化趨勢(shì)，因此采用在線監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行海洋平臺(tái)表面腐蝕防護(hù)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，對(duì)保證海洋平臺(tái)安全運(yùn)行、預(yù)防失效事故的發(fā)生具有重要的作用。
[0003]早期的海洋平臺(tái)陰極保護(hù)檢測(cè)只是采用人工方式對(duì)保護(hù)電位進(jìn)行測(cè)量，存在很大的局限性。近年來(lái)，隨著自動(dòng)化和信息化技術(shù)的發(fā)展，陰極保護(hù)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展成熟，能夠?qū)ΡＷo(hù)電位、犧牲陽(yáng)極電流等參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)逐步應(yīng)用于海洋平臺(tái)陰極保護(hù)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。殼牌石油公司在加利福尼亞南岸附近的第一座太平洋海域Ellen平臺(tái)上首先實(shí)現(xiàn)了陰極保護(hù)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，通過(guò)兩年的保護(hù)電位和保護(hù)電流密度監(jiān)測(cè)，獲得了大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)，并為該海域后續(xù)陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了有力證據(jù)。隨后，在墨西哥海灣1350英尺深的Bullwinkle平臺(tái)上進(jìn)行了陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)，檢驗(yàn)了季節(jié)變化和風(fēng)暴侵襲等對(duì)陰極保護(hù)的影響。國(guó)內(nèi)陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)技術(shù)在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用稍晚，90年代開(kāi)始，熊信勇等人將陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于珠江口東南海區(qū)和北部灣油氣田海洋平臺(tái)的監(jiān)測(cè)。專(zhuān)利CN89105149.X.CN201110350109.4分別公開(kāi)了一種陰極保護(hù)電位掃描裝置和海洋平臺(tái)節(jié)點(diǎn)陰極保護(hù)狀況探測(cè)儀，ZL200710176294.3公開(kāi)了一種海洋平臺(tái)犧牲陽(yáng)極發(fā)出電流的監(jiān)測(cè)裝置。現(xiàn)有的海洋平臺(tái)陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)裝置雖然能夠?qū)ΡＷo(hù)電位和陽(yáng)極電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但在實(shí)際使用中還存在一定的局限性，只能對(duì)少數(shù)的代表點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)量和顯示，無(wú)法反映海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的整體保護(hù)狀態(tài)，而且監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量通道、測(cè)量參數(shù)等相對(duì)固化，不能靈活地適應(yīng)海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)測(cè)量點(diǎn)增減、測(cè)量參數(shù)改變等情況。

【發(fā)明內(nèi)容】
: [0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，針對(duì)海洋平臺(tái)陰極保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估的技術(shù)難題，提出一種多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的管理軟件對(duì)與之相連的多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)進(jìn)行管理和控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)的管理、分析和顯示功能；多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)以ARM工控主板為核心，通過(guò)多通道數(shù)據(jù)采集板實(shí)現(xiàn)保護(hù)電位、陽(yáng)極電流量和極化電流密度的測(cè)量、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括計(jì)算機(jī)和由ARM工控主板、多通道數(shù)據(jù)采集板、電位傳感器、電流傳感器、極化探頭、連接電纜、PC104插槽和觸控屏組成的多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)，安裝有管理軟件的計(jì)算機(jī)分別與1-128個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)采用以太網(wǎng)、RS485或無(wú)線方式組網(wǎng)構(gòu)成裝置的硬件系統(tǒng),管理軟件采用.Net Framework4框架，通過(guò) Microsoft Visual Studi0.NET2010 進(jìn)行開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用 SQL Server2005,通過(guò)B/S和C/S混合開(kāi)發(fā)方式，采用多窗體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)構(gòu)成的陰極保護(hù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的管理以及多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)工作狀態(tài)、測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、異常報(bào)警和數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)上設(shè)有1-8個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板，ARM工控主板通過(guò)PC104插槽與I~8個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板進(jìn)行級(jí)聯(lián)擴(kuò)展；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板上具有獨(dú)立的I~8個(gè)測(cè)量通道，每個(gè)測(cè)量通道通過(guò)連接電纜與電位傳感器、電流傳感器或極化探頭連接；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板與I~8個(gè)電位傳感器、I~8個(gè)電流傳感器、I~8個(gè)極化探頭或任意組合共8個(gè)電位傳感器、電流傳感器或極化探頭進(jìn)行連接；觸控屏與ARM工控主板連接，多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)通過(guò)ARM工控主板控制多通道數(shù)據(jù)采集板的測(cè)量通道，實(shí)現(xiàn)電位傳感器、電流傳感器和極化探頭測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，一是利用管理軟件對(duì)聯(lián)網(wǎng)的多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)進(jìn)行控制和管理，對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和分析，并能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)海洋平臺(tái)陰極保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；二是采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制模塊和傳感器組合而成，通過(guò)計(jì)算機(jī)和管理軟件對(duì)工業(yè)控制模塊和傳感器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)通道的保護(hù)電位、陽(yáng)極電流和極化電流密度的測(cè)量、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，獲取海洋平臺(tái)陰極保護(hù)信息，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理科學(xué)，通用性強(qiáng)，配置靈活，操作簡(jiǎn)便，能夠適用于不同海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，既可用于海洋平臺(tái)導(dǎo)管架、立管陰極保護(hù)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，也可應(yīng)用橋梁、碼頭、船舶、隧道、管道等設(shè)施陰極保護(hù)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，具有靈活擴(kuò)展、分布式測(cè)量的特點(diǎn)，適用各類(lèi)大型結(jié)構(gòu)物的陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0007]圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)原理示意框圖。
[0008]圖2為本發(fā)明涉及的多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。
[0009]圖3為本發(fā)明涉及的管理軟件配置過(guò)程原理流程示意框圖。
[0010]圖4為本發(fā)明涉及的管理軟件運(yùn)行過(guò)程原理流程示意框圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0011]下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012] 本實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)包括計(jì)算機(jī)I和由ARM工控主板3、多通道數(shù)據(jù)采集板4、電位傳感器5、電流傳感器6、極化探頭7、連接電纜8、PC104插槽9和觸控屏10組成的多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2，安裝有管理軟件的計(jì)算機(jī)I分別與1-128個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2采用以太網(wǎng)、RS485或無(wú)線方式組網(wǎng)構(gòu)成裝置的硬件系統(tǒng),管理軟件采用.Net Framework4框架，通過(guò) Microsoft Visual Studi0.NET2010 進(jìn)行開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)米用 SQL Server2005,通過(guò)B/S和C/S混合開(kāi)發(fā)方式，采用多窗體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2構(gòu)成的陰極保護(hù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的管理以及多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2工作狀態(tài)、測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、異常報(bào)警和數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2上設(shè)有1-8個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板4，ARM工控主板3通過(guò)PC104插槽9與I~8個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板4進(jìn)行級(jí)聯(lián)擴(kuò)展；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板4上具有獨(dú)立的I~8個(gè)測(cè)量通道，每個(gè)測(cè)量通道通過(guò)連接電纜8與電位傳感器5、電流傳感器6或極化探頭7連接；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板4與I~8個(gè)電位傳感器、I~8個(gè)電流傳感器、I~8個(gè)極化探頭或任意組合共8個(gè)電位傳感器5、電流傳感器6或極化探頭7進(jìn)行連接；觸控屏10與ARM工控主板3連接，多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2通過(guò)ARM工控主板5控制多通道數(shù)據(jù)采集板4的測(cè)量通道，實(shí)現(xiàn)電位傳感器5、電流傳感器6和極化探頭7測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。
[0013]本實(shí)施例涉及的管理軟件配置過(guò)程為:打開(kāi)管理軟件，提示輸入用戶名和用戶密碼，進(jìn)行用戶的身份驗(yàn)證，若通過(guò)驗(yàn)證，則與下位機(jī)2進(jìn)行通訊；通訊成功后，讀取下位機(jī)2，讀取成功后，對(duì)下位機(jī)2進(jìn)行注冊(cè)，然后進(jìn)行配置，配置完成后保存配置文件，完成配置。
[0014]本實(shí)施例涉及的管理軟件運(yùn)行過(guò)程為:開(kāi)始運(yùn)行后，提示輸入用戶名和用戶密碼，進(jìn)行用戶的身份驗(yàn)證，若通過(guò)驗(yàn)證，則調(diào)用配置文件，調(diào)用成功后，與下位機(jī)2進(jìn)行通訊；通訊成功后，檢查配置文件與硬件配置的匹配性，匹配成功后讀取下位機(jī)數(shù)據(jù)，將讀取成功的下位機(jī)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，然后等待延時(shí)，再次讀取下位機(jī)數(shù)據(jù)，若讀取數(shù)據(jù)失敗，則報(bào)錯(cuò)。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]本實(shí)施例所述的多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置由I臺(tái)計(jì)算機(jī)及其安裝的管理軟件和128臺(tái)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)組成，多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)由I個(gè)EPC-8600ARM工控主板3和8個(gè)PCM-8208多通道數(shù)據(jù)采集板4通過(guò)PC104插槽9級(jí)聯(lián)組成，8個(gè)電位傳感器5通 過(guò)連接電纜8與其中一個(gè)PCM-8208多通道數(shù)據(jù)采集板4連接，8個(gè)電流傳感器6通過(guò)連接電纜8與另一個(gè)PCM-8208多通道數(shù)據(jù)采集板4連接，I個(gè)極化探頭7通過(guò)連接電纜8與另外一個(gè)PCM-8208多通道數(shù)據(jù)采集板4連接，剩余五個(gè)PCM-8208多通道數(shù)據(jù)采集板空載備用，不與電位傳感器5、電流傳感器6或極化探頭7連接；計(jì)算機(jī)I通過(guò)管理軟件對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2進(jìn)行管理和控制，并對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和分析；多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2通過(guò)ARM工控主板3和多通道數(shù)據(jù)采集板4對(duì)電位傳感器5、電流傳感器6和極化探頭7的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和通訊。
[0017]實(shí)施例2:
[0018]本實(shí)施例所述的多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置由I臺(tái)計(jì)算機(jī)及其安裝的管理軟件和I臺(tái)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2組成，多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2由I個(gè)EPC-8600ARM工控主板3和I個(gè)PCM-8208多通道數(shù)據(jù)采集板4通過(guò)PC104插槽9連接組成，I個(gè)電位傳感器5、I個(gè)電流傳感器6和I個(gè)極化探頭7通過(guò)連接電纜8分別與PCM-8208多通道數(shù)據(jù)采集板4連接；計(jì)算機(jī)I通過(guò)管理軟件對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2進(jìn)行管理和控制，并對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和分析；多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)2通過(guò)ARM工控主板3和多通道數(shù)據(jù)采集板4對(duì)電位傳感器5、電流傳感器6和極化探頭7的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和通訊。
【權(quán)利要求】
1.一種多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括計(jì)算機(jī)和由ARM工控主板、多通道數(shù)據(jù)采集板、電位傳感器、電流傳感器、極化探頭、連接電纜、PC104插槽和觸控屏組成的多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)，安裝有管理軟件的計(jì)算機(jī)分別與1-128個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)采用以太網(wǎng)、RS485或無(wú)線方式組網(wǎng)構(gòu)成裝置的硬件系統(tǒng)，管理軟件采用.Net Framework4 框架，通過(guò) Microsoft Visual Studi0.NET2010 進(jìn)行開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)米用SQL Server2005，通過(guò)B/S和C/S混合開(kāi)發(fā)方式，采用多窗體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)構(gòu)成的陰極保護(hù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的管理以及多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)工作狀態(tài)、測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、異常報(bào)警和數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)上設(shè)有1-8個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板，ARM工控主板通過(guò)PC104插槽與I~8個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板進(jìn)行級(jí)聯(lián)擴(kuò)展；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板上具有獨(dú)立的I~8個(gè)測(cè)量通道，每個(gè)測(cè)量通道通過(guò)連接電纜與電位傳感器、電流傳感器或極化探頭連接；每個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集板與I~8個(gè)電位傳感器、I~8個(gè)電流傳感器、I~8個(gè)極化探頭或任意組合共8個(gè)電位傳感器、電流傳感器或極化探頭進(jìn)行連接；觸控屏與ARM工控主板連接，多通道數(shù)據(jù)采集下位機(jī)通過(guò)ARM工控主板控制多通道數(shù)據(jù)采集板的測(cè)量通道，實(shí)現(xiàn)電位傳感器、電流傳感器和極化探頭測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于涉及的管理軟件配置過(guò)程為:打開(kāi)管理軟件，提示輸入用戶名和用戶密碼，進(jìn)行用戶的身份驗(yàn)證，若通過(guò)驗(yàn)證，則與下位機(jī)進(jìn)行通訊；通訊成功后，讀取下位機(jī)，讀取成功后，對(duì)下位機(jī)進(jìn)行注冊(cè)，然后進(jìn)行配置，配置完成后保存配置文件，完成配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道海洋平臺(tái)陰極保護(hù)參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于涉及的管理軟件運(yùn)行過(guò)程為:開(kāi)始運(yùn)行后，提示輸入用戶名和用戶密碼，進(jìn)行用戶的身份驗(yàn)證，若通過(guò)驗(yàn)證，則調(diào)用配置文件，調(diào)用成功后，與下位機(jī)進(jìn)行通訊；通訊成功后，檢查配置文件與硬件配置的匹配性，匹配成功后讀取下位機(jī)數(shù)據(jù)，將讀取成功的下位機(jī)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，然后等待延時(shí)，再次讀取下位機(jī)數(shù)據(jù)，若讀取數(shù)據(jù)失敗，則報(bào)錯(cuò)。
【文檔編號(hào)】C23F13/22GK103981527SQ201410231119
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】程文華, 張繁, 張海兵, 馬力, 閆永貴, 劉廣義 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所