恒電位儀陰極保護(hù)二合一恒電位儀

油氣管道防腐對于延長管道使用壽命及保障能源運輸至關(guān)重要，陰極保護(hù)法是公認(rèn)的防止金屬電化學(xué)腐蝕較有效的方法。恒電位儀作為陰極保護(hù)電源，被廣泛應(yīng)用于埋地金屬管道的防腐蝕工程中。恒電位儀控制系統(tǒng)是恒電位儀的控制中樞和整個陰極保護(hù)系統(tǒng)的核心，近年來得到了快速發(fā)展，然而仍存在著控制手段和控制方法落后、難以組網(wǎng)和集中管理、操作流程繁瑣、人機(jī)界面簡陋等缺點。本論文針對以上問題，研究和設(shè)計了一種新型的恒電位儀控制系統(tǒng)，可以有效的避免以上控制系統(tǒng)功能上的缺陷，且具備控制對象范圍廣泛的特點。

本文完成的主要工作如下:

1、結(jié)合陰極保護(hù)技術(shù)，進(jìn)行了恒電位儀在金屬管道防腐中的作用分析。根據(jù)陰極保護(hù)工程對恒電位儀及其控制系統(tǒng)的要求，提出了恒電位儀控制系統(tǒng)模塊化的設(shè)計方案，并完成了基于電氣隔離的硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計，實現(xiàn)了對恒電位儀輸出電壓和輸出電流、參比電壓的采集、存儲、顯示及上傳功能。

2、為消除來自現(xiàn)場和高頻開關(guān)電源本身的電磁干擾對于數(shù)據(jù)采集的影響，設(shè)計了一種基于加權(quán)遞推平滑濾波的復(fù)合數(shù)字濾波算法，消除了數(shù)據(jù)采集過程中的干擾誤差，提高了數(shù)據(jù)采集精度。

3、為實現(xiàn)系統(tǒng)對參比電壓的較好和穩(wěn)定控制，設(shè)計了一種電壓動態(tài)控制算法。實現(xiàn)了管道通電點電位對于給定電壓的快速穩(wěn)定跟進(jìn)。

4、針對不同環(huán)境下監(jiān)控上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程控制的功能需要設(shè)計了基于RS-232 RS-485和無線通信三種通信方式可切換選擇的多模式數(shù)據(jù)傳輸電路及其通信協(xié)議，可選擇性地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高了通信的靈活性。本系統(tǒng)在實驗室進(jìn)行了調(diào)試，并對測試結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行了比較和誤差分析。試驗表明，該套系統(tǒng)可實現(xiàn)給定電位從-2.0V至OV連續(xù)可調(diào)，參比電位控制精度達(dá)到±2mV:給定電位改變后，參比電壓重新建立穩(wěn)定時間不超過7秒:數(shù)據(jù)通信準(zhǔn)確無誤。可以滿足陰極保護(hù)工程設(shè)計要求。關(guān)鍵詞:陰極保護(hù);恒電位儀控制系統(tǒng);參比電壓;數(shù)字濾波算法;多模式數(shù)