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行測量統(tǒng)計，分析腐蝕狀況并采取相應防護措施。但管道電位測試點多線長，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(jié)。

1 智能電位采集儀系統(tǒng)組成

智能電位采集在線監(jiān)控系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集部分和數(shù)據(jù)處理部分。

數(shù)據(jù)采集部分：該部分由智能電位采集儀和參比電極等組成。

數(shù)據(jù)處理部分：該部分集中在監(jiān)控系統(tǒng)管理中心，硬件需要服務器，配套軟件有win2000server、 SQL2000和監(jiān)控軟件，根據(jù)使用GPRS或者GSM業(yè)務，需要服務器配置靜態(tài)IP或者短信接受模塊。

無線電位采集終端將采集的電位數(shù)據(jù)通過GPRS無線通訊方式傳送到INTERNET網(wǎng)上，通訊協(xié)議采用TCP/IP，數(shù)據(jù)通過INTERNET網(wǎng)傳送到服務器中，或者通過GSM短信方式，把數(shù)據(jù)打包成短信的格式，發(fā)送到監(jiān)控中心的服務器，最后通過服務器中對應的后臺服務程序完成數(shù)據(jù)處理。

后臺服務程序在數(shù)據(jù)處理時，同時完成數(shù)據(jù)的存儲、通訊和與GIS客戶端的信息交換工作。在GIS客戶端末運行時，可以實現(xiàn)自動的數(shù)據(jù)接收和信息下發(fā)功能。滿足數(shù)據(jù)采集無人職守的要求。

用戶通過GIS應用程序提供的電子地圖、圖表和報表，可以觀察到智能電位采集儀工作情況和管道沿線保護電位變化的情況，分析強制電流陰極保護系統(tǒng)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、采集儀電池盒、采集儀集成電路板等組成（詳見下圖）。

輸入（采集）處理單元：將采集到的數(shù)據(jù)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來的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。無線通信單元：是連接中心控制單元和服務器中心的橋梁。

中心控制單元：包括處理輸入數(shù)據(jù)、控制電源管理單元和無線通信單元的數(shù)據(jù)交換、定時向服務器中心傳數(shù)據(jù)。

采集器采用低功耗運行模式，大部分時間處于睡眠狀態(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間更長，通過設定時間，定時喚醒并采集管道上的電位傳往服務器中心；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GPRS方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄懿杉瘍x，采集的數(shù)據(jù)通過采集通道、處理單元等最后通過無線通信單元把數(shù)據(jù)傳送到INTERNET網(wǎng)絡上，數(shù)據(jù)在傳送到之前，無線通信單元在傳輸時指定了接收地址，并把數(shù)據(jù)加密，接收地址就是監(jiān)控中心的公網(wǎng)IP，監(jiān)控中心服務器電腦安裝有配套的監(jiān)控軟件，監(jiān)控軟件在收到數(shù)據(jù)后進行解密，只有符合通訊協(xié)議并解密成功的數(shù)據(jù)將被記錄并存儲下來，從而完成數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲。

對于通過GSM短信方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄懿杉瘍x，采集的數(shù)據(jù)通過采集通道、處理單元等最后通過無線通信單元把數(shù)據(jù)以短信發(fā)送出去，安裝監(jiān)控服務程序的服務器電腦連接有短信接收模塊，用于接收智能采集儀發(fā)來的短信，當接收到短信后監(jiān)控服務程序解析短信包，驗證是否是有效的短信，通過驗證后把數(shù)據(jù)接收并存儲，從而完成數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲。

4）采集儀采集數(shù)據(jù)查詢

智能采集儀將數(shù)據(jù)采集傳送至指定的服務器或者管道公司統(tǒng)一的SCADA后，即可進行訪問，包括智能采集儀采樣數(shù)據(jù)記錄查詢、智能采集儀狀態(tài)信息查詢、智能采集儀斷電測試等，用戶還可以設定智能采集儀的采集頻率、時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，無線智能電位采集在我國西部地區(qū)部分站場及線路上使用，例如在西氣東輸二線西段管道上，每10公里設置了一個智能電位采集儀，從該套系統(tǒng)4年來的運行情況看，在管道經(jīng)過無人區(qū)、河流、濕地等特殊地區(qū)非常實用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可以大范圍推廣使用。 ◢

2014年第4期（總第17期）