專利名稱：油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面向油氣集輸管道陰極保護(hù)領(lǐng)域的無線遠(yuǎn)程電位監(jiān)測系統(tǒng)，具體地說是一種油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
陰極保護(hù)技術(shù)是較為成熟的技術(shù)，但是在實(shí)際運(yùn)行過程中，保護(hù)效果的好壞來自對(duì)系統(tǒng)正確維護(hù)。目前傳統(tǒng)的陰極電位監(jiān)測方式采用定期人工方式測量，測試周期長、不能得到連續(xù)資料，取點(diǎn)資料具有偶然性，尤其對(duì)于油氣集輸管網(wǎng)和長輸管道，由于管道分布區(qū)域廣，沿線地理地形環(huán)境復(fù)雜多變，給常規(guī)的人工檢測和管理造成了更大的難度，浪費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力資源；而且人工測量方式的檢測結(jié)果受人為因素和所攜儀器設(shè)備影響較大，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差，導(dǎo)致決策和管理的失誤，給管道的安全運(yùn)行造成不良隱患，甚至事故和損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，解決上述陰極保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)效果監(jiān)測和管理方面的不足。
本發(fā)明包括系統(tǒng)管理軟件、通訊平臺(tái)、電位采集終端三個(gè)部分，其特征在于系統(tǒng)管理軟件采用B/S多層結(jié)構(gòu)，通訊平臺(tái)采用覆蓋地域廣、通信距離遠(yuǎn)、可靠性高、穩(wěn)定性好的GPRS通訊方式，電位采集終端采集儀采用埋地結(jié)構(gòu)和電池供電方式以達(dá)到安全防盜竊、破壞的要求。
本發(fā)明的電路原理圖由測試探頭、管道保護(hù)電位、電位傳感器、電位變送器、采樣控制單元、存儲(chǔ)器、GPRS通訊模塊、電池電源和MOSFET開關(guān)組成，且測試探頭、管道保護(hù)電位、電位傳感器、電位變送器、采樣控制單元和GPRS通訊模塊逐序相聯(lián)，采樣控制單元與存儲(chǔ)器相聯(lián)，電池電源與MOSFET開關(guān)相聯(lián)，MOSFET開關(guān)分別與采樣控制單元和GPRS通訊模塊相聯(lián)。
采樣控制單元對(duì)所采集的電位信號(hào)進(jìn)行初步分析，對(duì)于超出用戶設(shè)定的保護(hù)電位范圍的數(shù)據(jù)及時(shí)形成報(bào)警信息，并立即把報(bào)警信息上傳至管理中心計(jì)算機(jī)。
電池電源用多個(gè)MOSFET開關(guān)，控制采樣控制單元、存儲(chǔ)器、GPRS模塊的供電。
用戶通過管理中心計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的操作界面，可以設(shè)定采樣控制單元的工作參數(shù)(包括采樣頻率、采樣時(shí)間、系統(tǒng)時(shí)鐘等)，并通過INTERNET經(jīng)移動(dòng)通訊的基站以無線方式傳送至采樣控制單元，采樣控制單元根據(jù)收到的參數(shù)設(shè)置信息后將自動(dòng)改變工作模式，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場監(jiān)測的遙控。
本發(fā)明具有的特點(diǎn)1、本發(fā)明是針對(duì)地域分布廣、距離遠(yuǎn)、地形地理狀況復(fù)雜的油氣集輸管網(wǎng)和長輸管道設(shè)計(jì)的。通過采用GPRS通訊模塊實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)電位的數(shù)據(jù)傳輸和參數(shù)控制，并可進(jìn)行斷電測試過程的數(shù)據(jù)采集；針對(duì)一次性電池供電方式，在GPRS無線電位采集終端上采用低功耗技術(shù)。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)管道電法保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和保護(hù)效果的集中監(jiān)控和管理，保證陰極保護(hù)效果測試數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性，能有效的提高陰極保護(hù)運(yùn)行管理水平，降低陰極保護(hù)系統(tǒng)的管理和運(yùn)行費(fèi)用。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)路線合理，充分考慮了現(xiàn)場使用條件，功能齊備，適宜現(xiàn)場要求，便于安裝操作和管理。軟件設(shè)計(jì)在保證穩(wěn)定性、可靠性的前提下，滿足了用戶操作簡便性和易用性；硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了解決了低功耗和高速采集的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，配合完善的通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了采集儀的技術(shù)要求，配合結(jié)構(gòu)及其他方面的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
(1)GPRS無線電位采集終端設(shè)計(jì)無線電位采集儀是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵設(shè)備，采用GPRS無線通訊方式，使用一次性電池供電，低功耗設(shè)計(jì)保證一次電池可以使用5年，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足設(shè)備埋地使用的要求。微處理器(CPU)具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、內(nèi)置4K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)器、4KSDRAM存儲(chǔ)器、128Kflash程序存儲(chǔ)器、可燒錄看門狗、雙串口、多重加密功能。GPRS數(shù)傳模具有收發(fā)GSM短信及GPRS數(shù)傳的功能。電源管理單元使用多個(gè)MOSFET開關(guān)，控制GPRS模塊、采用電路及存儲(chǔ)電路的供電，并且控制時(shí)鐘維持單元的充電，保證CPU在省電工作模式下維持系統(tǒng)時(shí)鐘。
采集儀設(shè)計(jì)可達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)的要求①允許埋工作；②環(huán)境溫度-25℃～+55℃；③電位采樣范圍0～-2.000V；④電位精度±10mV；⑤可檢測的電位路數(shù)1路；⑥每天采集1次，1天傳一次；⑦自動(dòng)檢測保護(hù)電位參數(shù)；⑧支持?jǐn)嚯姕y試功能，斷電測試采樣速度大于10點(diǎn)/秒；⑨自帶時(shí)鐘，支持時(shí)鐘掉電保護(hù)；⑩時(shí)鐘誤差每天小于10秒；
長壽命一次性電池，電池容量在通訊信號(hào)良好、每天采集并上傳1條數(shù)據(jù)的條件下，設(shè)計(jì)使用時(shí)間5年；參比電極壽命大于10年；機(jī)殼防水、防潮、防腐；電路板作三防處理；防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66。
(2)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件整體上分為三個(gè)層次，獨(dú)立運(yùn)行，邏輯上由上到下依次是經(jīng)營者/客戶管理、監(jiān)控服務(wù)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
系統(tǒng)主要功能如下①基本設(shè)置包括設(shè)備管理、用戶注冊(cè)、單位設(shè)置、登錄系統(tǒng)。可對(duì)設(shè)備和用戶進(jìn)行添加、修改、刪除操作，設(shè)置一些基本信息等。
②通訊操作包括設(shè)備對(duì)時(shí)、設(shè)置采樣時(shí)間。實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行對(duì)時(shí)或同一個(gè)小組下所有設(shè)備的對(duì)時(shí)操作；實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)或某些設(shè)備的采樣時(shí)間設(shè)備。
③采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢包括采樣數(shù)據(jù)報(bào)表顯示、采樣數(shù)據(jù)圖表顯示。
④報(bào)警功能包括采集儀故障報(bào)警和保護(hù)電位超限報(bào)警。
⑤系統(tǒng)日志查詢包括通訊情況查詢、操作日志查詢。
⑥系統(tǒng)管理包括更改密碼、注銷登錄等。
四

附圖為本發(fā)明工作原理方框中虛線箭頭表示無線傳輸圖中1—測試探頭 2—管道保護(hù)電位 3—電位傳感器 4—電位變送器 5—采樣控制單元 6—存儲(chǔ)器 7—GPRS通訊模塊 8—移動(dòng)通訊基站9—INTERNET 公共數(shù)據(jù)平臺(tái) 10—工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 11—管理中心計(jì)算機(jī)12—電池電源 13-MOSFET開關(guān)五具體實(shí)施方式
測試探頭1檢測的管道保護(hù)電位2通過電位傳感器3、電位變送器4，轉(zhuǎn)為電信號(hào)并放大發(fā)送給采樣控制單元5。采樣控制單元5將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)自動(dòng)存入存儲(chǔ)器6，同時(shí)再對(duì)該信號(hào)進(jìn)行初步分析、判斷、報(bào)警，根據(jù)設(shè)定的工作模式將該信號(hào)通過GPRS通訊模塊7發(fā)送到就近的INTERNET移動(dòng)通訊基站8，再將它通過INTERNET公共數(shù)據(jù)平臺(tái)9傳送至工業(yè)控制管道電法保護(hù)系統(tǒng)的管理和決策。
采樣控制單元5對(duì)所采集的電位信號(hào)進(jìn)行初步分析，對(duì)于超出用戶設(shè)定的保護(hù)電位范圍的數(shù)據(jù)及時(shí)形成報(bào)警信息，并立即把報(bào)警信息上傳至管理中心計(jì)算機(jī)11。
電池電源12用多個(gè)MOSFET開關(guān)13，控制采樣控制單元5、存儲(chǔ)器6、GPRS模塊7的供電。
用戶通過管理中心計(jì)算機(jī)11監(jiān)測系統(tǒng)的操作界面、可以設(shè)定采樣控制單元5的工作參數(shù)(包括采樣頻率、采樣時(shí)間、系統(tǒng)時(shí)鐘等)，并通過INTERNET經(jīng)移動(dòng)通訊的基站8以無線方式傳送至采樣控制單元5，采樣控制單元5根據(jù)收到的工作參數(shù)設(shè)置信息后將自動(dòng)改變工作模式，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場監(jiān)測的遙控。
權(quán)利要求
1.一種油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，包括系統(tǒng)管理軟件、通訊平臺(tái)、電位采集終端三個(gè)部分，其特征在于系統(tǒng)管理軟件采用B/S多層結(jié)構(gòu)，通訊平臺(tái)采用覆蓋地域廣、通信距離遠(yuǎn)、可靠性高、穩(wěn)定性好的GPRS通訊方式，電位采集終端采集儀采用埋地結(jié)構(gòu)和電池供電方式以達(dá)到安全防盜竊、破壞的要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，其特征在于所述電路原理圖由測試探頭、管道保護(hù)電位、電位傳感器、電位變送器、采樣控制單元、存儲(chǔ)器、GPRS通訊模塊、電池電源和MOSFET開關(guān)組成，且測試探頭、管道保護(hù)電位、電位傳感器、電位變送器、采樣控制單元和GPRS通訊模塊逐序相聯(lián)，采樣控制單元與存儲(chǔ)器相聯(lián)，電池電源與MOSFET開關(guān)相聯(lián)，MOSFET開關(guān)分別與采樣控制單元和GPRS通訊模塊相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，其特征在于所述采樣控制單元對(duì)所采集的電位信號(hào)進(jìn)行初步分析，對(duì)于超出用戶設(shè)定的保護(hù)電位范圍的數(shù)據(jù)及時(shí)形成報(bào)警信息，并立即把報(bào)警信息上傳至管理中心計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，其特征在于所述電池電源用多個(gè)MOSFET開關(guān)，控制采樣控制單元、存儲(chǔ)器、GPRS模塊的供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，其特征在于所述用戶通過管理中心計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的操作界面，可以設(shè)定采樣控制單元的工作參數(shù)(包括采樣頻率、采樣時(shí)間、系統(tǒng)時(shí)鐘等)，并通過INTERNET經(jīng)移動(dòng)通訊的基站以無線方式傳送至采樣控制單元，采樣控制單元根據(jù)收到的參數(shù)設(shè)置信息后將自動(dòng)改變工作模式，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場監(jiān)測的遙控。
全文摘要
一種油氣集輸管道電法保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測方法，包括系統(tǒng)管理軟件、通訊平臺(tái)、電位采集終端三個(gè)部分，其特征在于系統(tǒng)管理軟件采用B/S多層結(jié)構(gòu)，通訊平臺(tái)采用覆蓋地域廣、通信距離遠(yuǎn)、可靠性高、穩(wěn)定性好的GPRS通訊方式，電位采集終端采集儀采用埋地結(jié)構(gòu)和電池供電方式以達(dá)到安全防盜竊、破壞的要求。本發(fā)明克服了對(duì)管道陰極保護(hù)現(xiàn)場人工采集數(shù)據(jù)的弊端，實(shí)現(xiàn)了遙控遙測和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、計(jì)算管理的現(xiàn)代管理目標(biāo)。
文檔編號(hào)G08C19/00GK1794309SQ200510131160
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者歐莉, 張啟陽, 鄧波, 王麗芬, 王健健, 孫海明 申請(qǐng)人:山東賽瑞石油科技發(fā)展有限公司