高良澤 肖志 張蓓蕾

中國石油西部管道酒泉輸油氣分公司

為了減小管道腐蝕速率，管道在建設時(shí)往往要采取陰極保護措施，運行階段定期對管道陰極保護電位進(jìn)行測量統計，分析腐蝕狀況并采取相應防護措施。但管道電位測試點(diǎn)多線(xiàn)長(cháng)，尤其是在穿越河流、濕地、沙漠戈壁等地段，電位測試極為不便。本文是對智能電位采集儀在西部油氣管網(wǎng)應用成果的初步總結。

1 智能電位采集儀系統組成

智能電位采集在線(xiàn)監控系統分為數據采集部分和數據處理部分。

數據采集部分：該部分由智能電位采集儀和參比電極等組成。

數據處理部分：該部分集中在監控系統管理中心，硬件需要服務(wù)器，配套軟件有win2000server、 SQL2000和監控軟件，根據使用GPRS或者GSM業(yè)務(wù)，需要服務(wù)器配置靜態(tài)IP或者短信接受模塊。

無(wú)線(xiàn)電位采集終端將采集的電位數據通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通訊方式傳送到INTERNET網(wǎng)上，通訊協(xié)議采用TCP/IP，數據通過(guò)INTERNET網(wǎng)傳送到服務(wù)器中，或者通過(guò)GSM短信方式，把數據打包成短信的格式，發(fā)送到監控中心的服務(wù)器，最后通過(guò)服務(wù)器中對應的后臺服務(wù)程序完成數據處理。

后臺服務(wù)程序在數據處理時(shí)，同時(shí)完成數據的存儲、通訊和與GIS客戶(hù)端的信息交換工作。在GIS客戶(hù)端末運行時(shí)，可以實(shí)現自動(dòng)的數據接收和信息下發(fā)功能。滿(mǎn)足數據采集無(wú)人職守的要求。

用戶(hù)通過(guò)GIS應用程序提供的電子地圖、圖表和報表，可以觀(guān)察到智能電位采集儀工作情況和管道沿線(xiàn)保護電位變化的情況，分析強制電流陰極保護系統中相關(guān)部分故障的原因和應對措施。

2 智能電位采集儀主要組成及工作原理

1)智能電位采集儀主要由采集儀天線(xiàn)、采集儀電池盒、采集儀集成電路板等組成（詳見(jiàn)下圖）。

輸入（采集）處理單元：將采集到的數據分為直流和交流兩部分。

運放處理單元：將輸入處理單元送過(guò)來(lái)的數據處理為中心控制單元需要的范圍。

存貯單元：保存中心控制單元采集的數據。無(wú)線(xiàn)通信單元：是連接中心控制單元和服務(wù)器中心的橋梁。

中心控制單元：包括處理輸入數據、控制電源管理單元和無(wú)線(xiàn)通信單元的數據交換、定時(shí)向服務(wù)器中心傳數據。

采集器采用低功耗運行模式，大部分時(shí)間處于睡眠狀態(tài)，電流達到微安級，以保證采集器在電池供電的情況下運行的時(shí)間更長(cháng)，通過(guò)設定時(shí)間，定時(shí)喚醒并采集管道上的電位傳往服務(wù)器中心；能夠采集管道上的正常電位和干擾電壓，并且在采集管道電位時(shí)能夠濾除干擾電壓，取到正確的管道電位。

3）通訊原理

對于通過(guò)GPRS方式進(jìn)行數據傳輸的智能采集儀，采集的數據通過(guò)采集通道、處理單元等最后通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信單元把數據傳送到INTERNET網(wǎng)絡(luò )上，數據在傳送到之前，無(wú)線(xiàn)通信單元在傳輸時(shí)指定了接收地址，并把數據加密，接收地址就是監控中心的公網(wǎng)IP，監控中心服務(wù)器電腦安裝有配套的監控軟件，監控軟件在收到數據后進(jìn)行解密，只有符合通訊協(xié)議并解密成功的數據將被記錄并存儲下來(lái)，從而完成數據的采集、傳輸、存儲。

對于通過(guò)GSM短信方式進(jìn)行數據傳輸的智能采集儀，采集的數據通過(guò)采集通道、處理單元等最后通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信單元把數據以短信發(fā)送出去，安裝監控服務(wù)程序的服務(wù)器電腦連接有短信接收模塊，用于接收智能采集儀發(fā)來(lái)的短信，當接收到短信后監控服務(wù)程序解析短信包，驗證是否是有效的短信，通過(guò)驗證后把數據接收并存儲，從而完成數據的采集、傳輸、存儲。

4）采集儀采集數據查詢(xún)

智能采集儀將數據采集傳送至指定的服務(wù)器或者管道公司統一的SCADA后，即可進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，包括智能采集儀采樣數據記錄查詢(xún)、智能采集儀狀態(tài)信息查詢(xún)、智能采集儀斷電測試等，用戶(hù)還可以設定智能采集儀的采集頻率、時(shí)間及有效范圍預警等。

3  智能電位采集儀在西部管道上的運用

目前，無(wú)線(xiàn)智能電位采集在我國西部地區部分站場(chǎng)及線(xiàn)路上使用，例如在西氣東輸二線(xiàn)西段管道上，每10公里設置了一個(gè)智能電位采集儀，從該套系統4年來(lái)的運行情況看，在管道經(jīng)過(guò)無(wú)人區、河流、濕地等特殊地區非常實(shí)用，系統運行穩定，可以大范圍推廣使用。 ◢

2014年第4期（總第17期）