宣传资料-阴极保护远程监控系统简介.doc

宣传资料-阴极保护远程监控系统简介.txt遇事潇洒一点，看世糊涂一点。相亲是经销，恋爱叫直销，抛绣球招亲则为围标。没有准备请不要开始，没有能力请不要承诺。爱情这东西，没得到可能是缺憾，不表白就会有遗憾，可是如果自不量力，就只能抱憾了。 本文由xiangziscu贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 基于 GIS/GPRS 阴极保护远程在线监控系统简介 青岛雅合科技发展有限公司 20052005-11 一、系统简介 随着我国经济的飞速发展，能源结构得到调整，埋地管道和储罐 得到飞速的发展，据资料报道，预计在未来的十年内国内将发展 10 万公里的长输管道，管道事业将成为国内国家经济发展的生命线。储 运系统的安全关系到国济民生，有关管道的技术受到各个方面的重 视，相关技术也得到飞速的发展。 管道投产后，对于埋地管道以及其它辅助设施的运行，其中较为 关键的是腐蚀问题。从国内外埋地管线的事故分析来看，管道事故由 于腐蚀造成的比例较大。为了避免管道外腐蚀的发生，国内外在 90 年代以后， 基本上都采取涂层加阴极保护的技术。 经过长时间运行后， 管道外防腐层存在老化问题， 而且在外防腐层施工和生产过程中不可 避免要产生一些缺陷， 因此外加电流阴极保护系统对于管道的安全稳 定运行比较关键。目前，国内外在外加电流阴极保护技术上没有太大 差别，主要体现在一些细节和运行维护上。 国外在阴极保护方面发展较早， 技术及管理水平具有一定的先进 性。美国环境总署曾经组织了有关的专家，建立一套阴极保护系统的 运行维护软件， 该软件包括： 腐蚀防护的教育和智能性专家诊断系统， 保证不懂腐蚀防护的工程技术人员也可进行安全操作。 目前采用基于 GIS 的实时监视控制和数据采集系统作为管道的运行管理平台，如美 国、英国、挪威、丹麦等国家的管道普遍使用。可实现数据记录、设 备查询、日常管理确定敏感地区的管道位置，以便发生故障时，及时 提供相关的详细资料。同时也可提供管道事故的预警信息。便于管理 第 1 页 共 11 页 部门及时准确的了解有关的阴极保护信息， 也便于具体执行人员的自 检和系统阴极保护的信息积累。 国内阴极保护在认识深度、重视程度和技术管理水平等方面，处 于一个快速发展时期，因此，学习国外先进管理手段和方法，建立符 合国情的阴极保护远程监控系统具有现实意义。 阴极保护信息的传输方式可简单分为有线和无线两大类， 其中有 线通信主要包括电力载波通讯、架设光缆、电缆或租用电信电话线、 X.25、DDN、ADSL 等，而无线则包括超短波通信、微波通信、扩频通 信、卫星通信 GPS、GSM 短信/GPRS 通信等。在管道行业，由于各管 网监控点分布范围广、数量多、距离远，个别点还地处偏僻，因此架 设光缆、铺设电缆难度大、费用高，向电信部门租用专用电话线又要 申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路 时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，以前 20 世纪九十年代， 上海金山石化曾采用有线的方法实现数据的集中控制 和远程传输。随着信息技术的发展，通过公共无线数据通讯平台对类 似问题的解决提供方便，容易实现仪器的定时监控和保护效果的检 测。总之，在线监视控制和数据采集系统应该结合用户具体的通讯条 件， 选择适当的通讯方式， 只有这样， 才能充分利用现有的通讯条件， 降低系统整体投资。 青岛雅合科技发展有限公司结合当前公共无线数据通讯技术、数 字控制技术，研发成功了基于 GIS/GPRS 阴极保护在线监控系统。该 系统是一套面向阴极保护领域的无线远程智能在线监控系统， 它以地 第 2 页 共 11 页 理信息系统（GIS）为管理平台，以 SQLSERVER 数据库作为系统统一 的数据库，通过后台服务程序，完成 GIS 空间数据与遥测遥控关系数 据的整合，实现了将 GIS 系统提升为在线监控系统的目标；系统以公 共无线数据通讯方式（GPRS）和有线通讯方式相结合的方式为数据传 输手段，以低成本的方式实现了遥测和遥控，同时体现了系统的灵活 性和适应性；该系统实现了对管道等被保护体保护状况的在线检测， 同时可以通过远程监控方式随时监视并调整恒电位仪的工作状态， 辅 以辅助决策分析系统， 可以使得整个阴极保护系统处于最佳的工作状 态，最大限度的起到保护的作用。 系统具体工作过程为： 1） 无线电位采集终端将采集的电位数据通过 GPRS 无线通讯方式传 送到 INTERNET 网上，通讯协议采用 TCP/IP，数据通过 INTERNET 网传送到服务器中， 最后通过服务器中对应的后台服务程序完成 数据处理。 2） 恒电位仪数据传输有两种方式，一种是 GPRS 无线通讯方式，另 一种是有线通讯方式。 如果用户现场具备有线通讯条件，如光纤、专线通讯等，则 恒电位仪的通讯可以采用有线通讯方式实现。以光纤通讯为例， 具体传输过程是恒电位仪数据通过 RS-485 有线通讯方式传输到 各站的光端机， 通过 RS-485/RS-232 通讯转换器转换到光端机的 V.28 通讯端口，通过用户原有光纤骨干网络传送到异地的中心 机房，再通过信号转换，进入服务器，最后通过服务器中对应的 第 3 页 共 11 页 后台服务程序完成数据处理。魏荆线目前采用的是这种方式。 采用 GPRS 无线通讯方式，恒电位仪通过 GPRS 无线数据通讯 终端，将恒电位仪数据发送到 INTERNET 网上，通讯协议采用 TCP/IP，数据通过 INTERNET 网传送到服务器中，最后通过服务 器中对应的后台服务程序完成数据处理。 服务器端对恒电位仪的 控制信号传输也通过该通道进行。 这种方式适用于没有可靠的有 线通讯环境下的恒电位仪远程监控。 3） 后台服务程序在数据处理时，同时完成数据的存储、通讯和与 GIS 系统的信息交换工作。在 GIS 系统不工作时，可以实现自动 的数据接受和信息下发功能。满足数据采集无人的要求。 4） 用户通过 GIS 应用程序提供的电子地图、图表和报表，可以直观 的观察到恒电位仪工作情况和管道沿线保护电位变化的情况， 同 时可以通过辅助决策系统， 帮助用户分析强制电流阴极保护系统 中相关部分故障的原因和应对措施。 该系统是针对阴极保护的特点及要求研制的，它综合了当前数字 无线通讯技术、互联网技术、数字控制技术、地理信息系统技术和数 据库技术，填补了国内阴极保护领域无线远程监控的空白，达到了国 际先进水平。 该系统中的 GPRS 无线电位采集仪，采用 GPRS 无线通讯方式实现 了低成本的无线数字通讯； 采用低功耗技术及长寿命一次性电池实现 了无后备电源情况下连续长时间工作，工作时间可达 35 年，电池 更换比较简便；采用金属防水盒和橡胶灌封方式，满足了埋地工作方 第 4 页 共 11 页 式对结构的要求；采用特殊的测试桩结构，满足了无线通讯及手工测 试的要求。该仪器填补了国内阴极保护领域无线远程检测设备的空 白，达到了国际先进水平。 实现方案的示意图如图 1 所示。 阴极保护系统监控中心 数据 RS-485 RS-232/485 转换器 INTERNET （TCP/IP） INTERNET 通讯主干光纤 V.28 INTERNET （TCP/IP） RS-485/232 RS-485/232 转换器 转换器 RS-485 RS-485 （ GP TC RS P/ IP ） G TC PRS P/ IP ） （ G TC PRS P/ IP ） 移动通讯 基站 （ 阴极保护 智能无线 电源系统 测试桩 阴极保护 智能无线 电源系统 测试桩 阴极保护 电源系统 智能无线 测试桩 图 1 基于 GIS/GPRS/SDH 技术阴极保护远程在线监控系统拓扑图 第 5 页 共 11 页 （ G TC PRS P/ IP ） 二、系统构成说明 1 管理中心服务器系统 1） 软件： 1套 1套 1套 1条 阴极保护远程监控系统软件 Windows2000 Sever SQLSever2000 绑定 1 个 Internet 静态 IP 地址的宽带接入 2） 硬件： 1台 服务器 2阴保站恒电位仪系统 每个阴极保护站需要配备一套阴极保护电源系统， 每套阴极 保护电源系统由如下设备构成： 1） 2） IHF 数控高频开关恒电位仪 YHS-1 控制柜 2台 1台 恒电位仪通讯转换器视现场情况确定。 3GPRS 无线电位采集系统 每个电位采集点需要配备一套 GPRS 无线电位采集系统，每 套 GPRS 无线电位采集系统由以下设备构成： 1） 2） 3） GPRS 无线电位采集仪 参比电极 测试桩 1台 1只 1个 第 6 页 共 11 页 三、通讯方式对比分析 数字通信可简单分为有线和无线两大类。 其中有线通信主要包括 电力载波通讯、架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL 等， 而无线则包括超短波通信、 扩频通信、 卫星通信、 GSM 短信/GPRS 通信等。在石油行业，由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离 远，个别点还地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、费用高， 向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线， 而且有些监控点线 路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速 度慢，运营成本较高，总之采用有线通信方式建设周期长、工作难度 大、运行费用高，不便于大规模使用。 与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、 建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。无线通信方式主要包 括：微波、超短波（230MHz）无线数传、扩频、卫星通信、GSM 数字 蜂窝通信、 短距离无线通信系统等， 其中卫星通信由于通信费用昂贵， 只在一些特殊的领域下使用，未得以普及；而扩频通信技术虽然速率 高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。微波或超短波作为 传输信道，存在系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传 送量不大、信号覆盖范围小等先天不足。随着城市现代化、工业化进 程的发展，微波或超短波通信方式正面临着越来越大的挑战。 目前比较可行的无线传输方案有四种：微波通讯、短距离无线通 讯、GPRS 通讯、GSM 短信通讯。四种通讯方式的比较以及各自的优缺 点见下表。 第 7 页 共 11 页 四种无线通讯方式性能比较表 微波通讯 传输速率 传输距离 几十几百 k 视距，需要建 中继站 短距离无线 通讯 20K 100 米以内 受地理环境 限制 短信(GSM) 每条 140 字 节 GPRS 最高大于 100k 不受限 （网络覆盖范围内） 受中继站及采 覆盖范围 集系统通讯范 围限制 境内基本无缝连接 采用公共频 微波站管理复 传输费用 段、 无需管理 杂、费用高 费用 实时性 可靠性 频率 抗干扰 耗电量 实时在线 取决于微波通 讯网络质量 需要向当地无 委会申请资源 差 大 非实时性 高 频率 315MHZ 或 433MHZ 较好 小 适合小数据 量应用 无 手机月租费 实时性较高 高 900MH、 1800MHZ 小 灵活方便 1 条/0.1 元 手机月租 费 实时在线 高 900MH、 1800MHZ 小 灵活方便 1k/0.03 元 抗干扰能力强 适合较少站 组网方式 点、小数据量 应用 运行费用 无 通过比较， 短信和 GPRS 方式更为适合用于阴极保护参数及保护效 果的监测。 应用 GPRS 网络的优势如下： 1 2 信号覆盖范围广，理论上只要有信号，就可以实现监控。 数据传送速率高，GPRS 网络传送速率可达 171.2kbit/s。 第 8 页 共 11 页 3 4 5 利用 GPRS 成熟网络，通信质量可靠，误码率低。 建设周期短。 安装调试简单方便。 当然应用 GPRS 网络也有些不足之处： 1 2 对电信部门有依赖性。 存在一定的运行成本。 构成系统运行成本主要有两方面 （参 考本地资费） ：系统服务器端的静态 IP 地址租用费（约 2000 元/月） ； 系统收发数据的流量，目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流 量计算 0.03 元/kbyte，而包月制约 15 元/月有 1024 kBytes 流量， 完全满足系统的实际数据量，估计日后其费用会逐步降低。 当前，无论从功能还是从可靠性来说，没有一个无线网可以与 移动通信网相比拟，总体来说，有以下优点：一是覆盖地域广，目前 移动通信网在全国的覆盖率 95%以上，非边远地区覆盖率几乎 100%。 二是通信距离远，在任何场合都可以设中心站。三是网络可靠性高。 首先网络有较大的冗余设备及信道；其次设备复用；再次，一旦基站 在特殊情况下损坏，抢修非常及时。四是稳定性好，一方面抗自然干 扰的能力强；另一方面频段专用，不会受到人为干扰。五是不用向无 线电管理部门申请无线通讯频率资源。 第 9 页 共 11 页 四、系统日常运行费用说明 系统日常运行费用说明 从用户角度出发， 本系统建立后， 用户最关心的是日常运行费用， 由于恒电位仪通讯可以采用多种方式，有可能没有日常通讯