宣傳資料-陰極保護遠程監(jiān)控系統(tǒng)簡介

1、宣傳資料-陰極保護遠程監(jiān)控系統(tǒng)簡介.txt有沒有人像我一樣在聽到某些歌的時候會忽然想到自己的往事_如果我能回到從前，我會選擇不認識你。不是我后悔，是我不能面對沒有你的結(jié)局。 本文由xiangziscu貢獻 doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 基于 GIS/GPRS 陰極保護遠程在線監(jiān)控系統(tǒng)簡介 青島雅合科技發(fā)展有限公司 20052005-11 一、系統(tǒng)簡介 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源結(jié)構得到調(diào)整，埋地管道和儲罐 得到飛速的發(fā)展，據(jù)資料報道，預計在未來的十年內(nèi)國內(nèi)將發(fā)展 10 萬公里的長輸管道，管道事業(yè)將成為國內(nèi)國家經(jīng)濟發(fā)展的生命線。儲 運系統(tǒng)

2、的安全關系到國濟民生，有關管道的技術受到各個方面的重 視，相關技術也得到飛速的發(fā)展。 管道投產(chǎn)后，對于埋地管道以及其它輔助設施的運行，其中較為 關鍵的是腐蝕問題。從國內(nèi)外埋地管線的事故分析來看，管道事故由 于腐蝕造成的比例較大。為了避免管道外腐蝕的發(fā)生，國內(nèi)外在 90 年代以后， 基本上都采取涂層加陰極保護的技術。 經(jīng)過長時間運行后， 管道外防腐層存在老化問題， 而且在外防腐層施工和生產(chǎn)過程中不可 避免要產(chǎn)生一些缺陷， 因此外加電流陰極保護系統(tǒng)對于管道的安全穩(wěn) 定運行比較關鍵。目前，國內(nèi)外在外加電流陰極保護技術上沒有太大 差別，主要體現(xiàn)在一些細節(jié)和運行維護上。 國外在陰極保護方面發(fā)展較早， 技

3、術及管理水平具有一定的先進 性。美國環(huán)境總署曾經(jīng)組織了有關的專家，建立一套陰極保護系統(tǒng)的 運行維護軟件， 該軟件包括： 腐蝕防護的教育和智能性專家診斷系統(tǒng)， 保證不懂腐蝕防護的工程技術人員也可進行安全操作。 目前采用基于 GIS 的實時監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為管道的運行管理平臺，如美 國、英國、挪威、丹麥等國家的管道普遍使用。可實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、設 備查詢、日常管理確定敏感地區(qū)的管道位置，以便發(fā)生故障時，及時 提供相關的詳細資料。同時也可提供管道事故的預警信息。便于管理 第 1 頁 共 11 頁 部門及時準確的了解有關的陰極保護信息， 也便于具體執(zhí)行人員的自 檢和系統(tǒng)陰極保護的信息積累。 國內(nèi)陰

4、極保護在認識深度、重視程度和技術管理水平等方面，處 于一個快速發(fā)展時期，因此，學習國外先進管理手段和方法，建立符 合國情的陰極保護遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義。 陰極保護信息的傳輸方式可簡單分為有線和無線兩大類， 其中有 線通信主要包括電力載波通訊、架設光纜、電纜或租用電信電話線、 X.25、DDN、ADSL 等，而無線則包括超短波 通信、微波通信、擴頻通 信、衛(wèi)星通信 GPS、GSM 短信/GPRS 通信等。在管道行業(yè)，由于各管 網(wǎng)監(jiān)控點分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠，個別點還地處偏僻，因此架 設光纜、鋪設電纜難度大、費用高，向電信部門租用專用電話線又要 申請很多電話線，而且有些監(jiān)控點線路難以到達，

5、況且采用電話線路 時需要等待漫長的電話撥號過程，速度慢，運營成本較高，以前 20 世紀九十年代， 上海金山石化曾采用有線的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中控制 和遠程傳輸。隨著信息技術的發(fā)展，通過公共無線數(shù)據(jù)通訊平臺對類 似問題的解決提供方便，容易實現(xiàn)儀器的定時監(jiān)控和保護效果的檢 測。總之，在線監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應該結(jié)合用戶具體的通訊條 件， 選擇適當?shù)耐ㄓ嵎绞剑?只有這樣， 才能充分利用現(xiàn)有的通訊條件， 降低系統(tǒng)整體投資。 青島雅合科技發(fā)展有限公司結(jié)合當前公共無線數(shù)據(jù)通訊技術、數(shù) 字控制技術，研發(fā)成功了基于 GIS/GPRS 陰極保護在線監(jiān)控系統(tǒng)。該 系統(tǒng)是一套面向陰極保護領域的無線遠程智能在線監(jiān)控系

6、統(tǒng)， 它以地 第 2 頁 共 11 頁 理信息系統(tǒng)（GIS）為管理平臺，以 SQLSERVER 數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)統(tǒng)一 的數(shù)據(jù)庫，通過后臺服務程序，完成 GIS 空間數(shù)據(jù)與遙測遙控關系數(shù) 據(jù)的整合，實現(xiàn)了將 GIS 系統(tǒng)提升為在線監(jiān)控系統(tǒng)的目標；系統(tǒng)以公 共無線數(shù)據(jù)通訊方式（GPRS）和有線通訊方式相結(jié)合的方式為數(shù)據(jù)傳 輸手段，以低成本的方式實現(xiàn)了遙測和遙控，同時體現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活 性和適應性；該系統(tǒng)實現(xiàn)了對管道等被保護體保護狀況的在線檢測， 同時可以通過遠程監(jiān)控方式隨時監(jiān)視并調(diào)整恒電位儀的工作狀態(tài)， 輔 以輔助決策分析系統(tǒng)， 可以使得整個陰極保護系統(tǒng)處于最佳的工作狀 態(tài)，最大限度的起到保護的作用。

7、 系統(tǒng)具體工作過程為： 1） 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， 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。 2） 恒電位儀數(shù)據(jù)傳輸有兩種方式，一種是 GPRS 無線通訊方式，另 一種是有線通訊方式。 如果用戶現(xiàn)場具備有線通訊條件，如光纖、專線通訊等，則 恒電位儀的通訊可以采用有線通訊方式實現(xiàn)。以光纖通訊為例， 具體傳輸過程是恒電位儀數(shù)據(jù)通過 RS-485 有線通訊方式傳輸?shù)?各站的光端機， 通過 RS-485/RS-232 通訊轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到光端機的 V

8、.28 通訊端口，通過用戶原有光纖骨干網(wǎng)絡傳送到異地的中心 機房，再通過信號轉(zhuǎn)換，進入服務器，最后通過服務器中對應的 第 3 頁 共 11 頁 后臺服務程序完成數(shù)據(jù)處理。 魏荊線目前采用的是這種方式。 采用 GPRS 無線通訊方式，恒電位儀通過 GPRS 無線數(shù)據(jù)通訊 終端，將恒電位儀數(shù)據(jù)發(fā)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，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。 服務器端對恒電位儀的 控制信號傳輸也通過該通道進行。 這種方式適用于沒有可靠的有 線通訊環(huán)境下的恒電位儀遠程監(jiān)控。 3） 后臺服務程序在數(shù)據(jù)處理時，同時

9、完成數(shù)據(jù)的存儲、通訊和與 GIS 系統(tǒng)的信息交換工作。在 GIS 系統(tǒng)不工作時，可以實現(xiàn)自動 的數(shù)據(jù)接受和信息下發(fā)功能。滿足數(shù)據(jù)采集無人的要求。 4） 用戶通過 GIS 應用程序提供的電子地圖、圖表和報表，可以直觀 的觀察到恒電位儀工作情況和管道沿線保護電位變化的情況， 同 時可以通過輔助決策系統(tǒng)， 幫助用戶分析強制電流陰極保護系統(tǒng) 中相關部分故障的原因和應對措施。 該系統(tǒng)是針對陰極保護的特點及要求研制的，它綜合了當前數(shù)字 無線通訊技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、數(shù)字控制技術、地理信息系統(tǒng)技術和數(shù) 據(jù)庫技術，填補了國內(nèi)陰極保護領域無線遠程監(jiān)控的空白，達到了國 際先進水平。 該系統(tǒng)中的 GPRS 無線電位采集

10、儀，采用 GPRS 無線通訊方式實現(xiàn) 了低成本的無線數(shù)字通訊； 采用低功耗技術及長壽命一次性電池實現(xiàn) 了無后備電源情況下連續(xù)長時間工作，工作時間可達 35 年，電池 更換比較簡便；采用金屬防水盒和橡膠灌封方式，滿足了埋地工作方 第 4 頁 共 11 頁 式對結(jié)構的要求；采用特殊的測試樁結(jié)構，滿足了無線通訊及手工測 試的要求。該儀器填補了國內(nèi)陰極保護領域無線遠程檢測設備的空 白，達到了國際先進水平。 實現(xiàn)方案的示意圖如圖 1 所示。 陰極保護系統(tǒng)監(jiān)控中心 數(shù)據(jù) RS-485 RS-232/485 轉(zhuǎn)換器 INTERNET （TCP/IP） INTERNET 通訊主干光纖 V.28 INTERNE

11、T （TCP/IP） RS-485/232 RS-485/232 轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換器 RS-485 RS-485 （ GP TC RS P/ IP ） G TC PRS P/ IP ） （ G TC PRS P/ IP ） 移動通訊 基站 （ 陰極保護 智能無線 電源系統(tǒng) 測試樁 陰極保護 智能無線 電源系統(tǒng) 測試樁 陰極保護 電源系統(tǒng) 智能無線 測試樁 圖 1 基于 GIS/GPRS/SDH 技術陰極保護遠程在線監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖 第 5 頁 共 11 頁 （ G TC PRS P/ IP ） 二、系統(tǒng)構成說明 1 管理中心服務器系統(tǒng) 1） 軟件： 1套 1套 1套 1條 陰極保護遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件

12、Windows2000 Sever SQLSever2000 綁定 1 個 Internet 靜態(tài) IP 地址的寬帶接入 2） 硬件： 1臺 服務器 2陰保站恒電位儀系統(tǒng) 每個陰極保護站需要配備一 套陰極保護電源系統(tǒng)， 每套陰極 保護電源系統(tǒng)由如下設備構成： 1） 2） IHF 數(shù)控高頻開關恒電位儀 YHS-1 控制柜 2臺 1臺 恒電位儀通訊轉(zhuǎn)換器視現(xiàn)場情況確定。 3GPRS 無線電位采集系統(tǒng) 每個電位采集點需要配備一套 GPRS 無線電位采集系統(tǒng)，每 套 GPRS 無線電位采集系統(tǒng)由以下設備構成： 1） 2） 3） GPRS 無線電位采集儀 參比電極 測試樁 1臺 1只 1個 第 6 頁

13、共 11 頁 三、通訊方式對比分析 數(shù)字通信可簡單分為有線和無線兩大類。 其中有線通信主要包括 電力載波通訊、架設光纜、電纜或租用電信電話線、X.25、DDN、ADSL 等， 而無線則包括超短波通信、 擴頻通信、 衛(wèi)星通信、 GSM 短信/GPRS 通信等。在石油行業(yè)，由于各管網(wǎng)監(jiān)控點分布范圍廣、數(shù)量多、距離 遠，個別點還地處偏僻，因此架設光纜、鋪設電纜難度大、費用高， 向電信部門租用專用電話線又要申請很多電話線， 而且有些監(jiān)控點線 路難以到達，況且采用電話線路時需要等待漫長的電話撥號過程，速 度慢，運營成本較高，總之采用有線通信方式建設周期長、工作難度 大、運行費用高，不便于大規(guī)模使用。 與

14、之相比，無線通信方式則顯得非常靈活，它具有投資較少、 建設周期短、運行維護簡單、性價比高等優(yōu)點。無線通信方式主要包 括：微波、超短波（230MHz）無線數(shù)傳、擴頻、衛(wèi)星通信、GSM 數(shù)字 蜂窩通信、 短距離無線通信系統(tǒng)等， 其中衛(wèi)星通信由于通信費用昂貴， 只在一些特殊的領域下使用，未得以普及；而擴頻通信技術雖然速率 高，但只能在視距范圍內(nèi)傳輸，應用也受到限制。微波或超短波作為 傳輸信道，存在系統(tǒng)易受外界干擾、通信速率低、誤碼率高、數(shù)據(jù)傳 送量不大、信號覆蓋范圍小等先天不足。隨著城市現(xiàn)代化、工業(yè)化進 程的發(fā)展，微波或超短波通信方式正面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。 目前比較可行的無線傳輸方案有四種：微波通

15、訊、短距離無線通 訊、GPRS 通訊、GSM 短信通訊。四種通訊方式的比較以及各自的優(yōu)缺 點見下表。 第 7 頁 共 11 頁 四種無線通訊方式性能比較表 微波通訊 傳輸速率 傳輸距離 幾十幾百 k 視距，需要建 中繼站 短距離無線 通訊 20K 100 米以內(nèi) 受地理環(huán)境 限制 短信(GSM 每條 140 字 節(jié) GPRS 最高大于 100k 不受限 （網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)） 受中繼站及采 覆蓋范圍 集系統(tǒng)通訊范 圍限制 境內(nèi)基本無縫連接 采用公共頻 微波站管理復 傳輸費用 段、 無需管理 雜、費用高 費用 實時性 可靠性 頻率 抗干擾 耗電量 實時在線 取決于微波通 訊網(wǎng)絡質(zhì)量 需要向當?shù)責o 委

16、會申請資源 差 大 非實時性 高 頻率 315MHZ 或 433MHZ 較好 小 適 合小數(shù)據(jù) 量應用 無 手機月租費 實時性較高 高 900MH、 1800MHZ 小 靈活方便 1 條/0.1 元 手機月租 費 實時在線 高 900MH、 1800MHZ 小 靈活方便 1k/0.03 元 抗干擾能力強 適合較少站 組網(wǎng)方式 點、小數(shù)據(jù)量 應用 運行費用 無 通過比較， 短信和 GPRS 方式更為適合用于陰極保護參數(shù)及保護效 果的監(jiān)測。 應用 GPRS 網(wǎng)絡的優(yōu)勢如下： 1 2 信號覆蓋范圍廣，理論上只要有信號，就可以實現(xiàn)監(jiān)控。 數(shù)據(jù)傳送速率高，GPRS 網(wǎng)絡傳送速率可達 171.2kbit/

17、s。 第 8 頁 共 11 頁 3 4 5 利用 GPRS 成熟網(wǎng)絡，通信質(zhì)量可靠，誤碼率低。 建設周期短。 安裝調(diào)試簡單方便。 當然應用 GPRS 網(wǎng)絡也有些不足之處： 1 2 對電信部門有依賴性。 存在一定的運行成本。 構成系統(tǒng)運行成本主要有兩方面 （參 考本地資費） ：系統(tǒng)服務器端的靜態(tài) IP 地址租用費（約 2000 元/月） ； 系統(tǒng)收發(fā)數(shù)據(jù)的流量，目前有包月制和按數(shù)據(jù)量兩種收費方式，按流 量計算 0.03 元/kbyte，而包月制約 15 元/月有 1024 kBytes 流量， 完全滿足系統(tǒng)的實際數(shù)據(jù)量，估計日后其費用會逐步降低。 當前，無論從功能還是從可靠性來說，沒有一個無線網(wǎng)

18、可以與 移動通信網(wǎng)相比擬，總體來說，有以下優(yōu)點：一是覆蓋地域廣，目前 移動通信網(wǎng)在全國的覆蓋率 95%以上，非邊遠地區(qū)覆蓋率幾乎 100%。 二是通信距離遠，在任何場合都可以設中心站。三是網(wǎng)絡可靠性高。 首先網(wǎng)絡有較大的冗余設備及信道；其次設備復用；再次，一旦基站 在特殊情況下?lián)p壞，搶修非常及時。四是穩(wěn)定性好，一方面抗自然干 擾的能力強；另一方面頻段專用，不會受到人為干擾。五是不用向無 線電管理部門申請無線通訊頻率資源。 第 9 頁 共 11 頁 四、系統(tǒng)日常運行費用說明 系統(tǒng)日常運行費用說明 從用戶角度出發(fā)， 本系統(tǒng)建立后， 用戶最關心的是日常運行費用， 由于恒電位儀通訊可以采用多種方式，有可能沒有日常通訊費用，因