CN206089815U - 一种用于恒电位仪的远程测控装置 - Google Patents

Abstract

一种应用于恒电位仪的远程测控装置，包括：远程测控器和供电电源；其中，远程测控器中包括：信号隔离调理电路，用于对恒电位仪发送的参比信号、输出电压以及输出电流并进行处理并输出至中央处理器；信号调理电路，用于检测恒电位仪的超差报警信号并输出至中央处理器；继电器控制电路，用于通过控制继电器实现恒电位仪的超差复位、断电测量以及备机切换；电源电路，用于为各整个远程测控器供电；信号隔离放大电路，用于对中央处理器发送的给定信号进行处理并输出至恒电位仪，以调整恒电位仪的给定电位；远程通信电路，用于中央处理器和恒电位仪之间的数据通信，实现中央处理器对恒电位仪的数据采集和控制操作，实现对恒电位仪的远程控制。

Description

一种用于恒电位仪的远程测控装置

技术领域

本实用新型涉及一种控制技术领域，尤其是一种借助于GPRS网络和GPS授时、定位系统的应用于恒电位仪的远程测控装置。

背景技术

阴极保护是石油、石化行业油品运输中保护埋设于地下的钢质石油管道，有效抑制腐蚀的重要手段。在管道的腐蚀事故中，由于阴极保护不到位，导致地下管道出现腐蚀泄露的情况非常多。一旦这些管道出现泄露，将造成严重的安全事故。在实际运行过程中，必须保证管道对地的电位控制在给定电位的范围内，因此恒电位仪成为了阴极保护技术中必不可少的设备。

恒电位仪的工作原理是：将经阻抗变换后的参比信号与给定电位加到比较放大器，在经比较放大后，输出与误差成正比的信号。当恒电位仪处于自动工作状态时该信号加到移相触发器，移相触发器则根据该信号电压的大小，自动调整触发脉冲的产生时间，改变极化回路中可控硅的导通，从而改变输出电流、电压的大小，达到参比电位等于给定电位。这个信号传递过程，在恒电位仪自动工作状态下应不断地进行。但是目前使用的普通恒电位仪只有最基本的控制功能，正常工作中，将其放在室内，由室内人员通过有线控制的方式将有关技术参数电信号传递到地下管道和测试桩上；尤其是当管理人员在对恒电位仪中的各项技术参数进行管理的时候，需要亲自前往恒电位仪放置的位置进行相应的调整。由于实际运行中的地下管网分布距离长远，给日常管理运行造成了诸多不便，既耗费大量的时间、管理人员也无法实时的了解恒电位仪的各项参数值，根本无法实现远距离的监控和保证设备正常运行。

因此，解决目前恒电位仪使用中存在的上述问题，寻求更为高效、准确、先进的工作模式，实现对运行中的恒电位仪的状态进行远程实时监控，准确地获得其中的各项参数值，并能进行远距离的监控和调整就成为本领域的一大课题。

实用新型内容

本实用新型的目的：旨在提出一种可对现有普通恒电位仪进行远程监测和控制的远程测控装置。

这种应用于恒电位仪的远程测控装置中包括：一远程测控器和一为所述远程测控器供电的供电电源；其中，所述远程测控器中包括：

中央处理器，用于对远程测控器接收和发送的数据进行处理；

信号隔离调理电路，分别与中央处理器和恒电位仪电连接，用于对恒电位仪发送的参比信号、输出电压以及输出电流并进行处理并将处理后的数据发送至中央处理器；

信号调理电路，分别与中央处理器和恒电位仪电连接，用于检测恒电位仪的超差报警信号并将其发送至中央处理器；

继电器控制电路，分别与中央处理器和恒电位仪电连接，用于通过控制继电器实现恒电位仪的超差复位、断电测量以及备机切换；

电源电路，分别与远程测控器中各需要供电的电路/模块电连接，用于将供电电源转换为远程测控器各个电路/模块所需电压并为其进行供电；

信号隔离放大电路，分别与中央处理器和恒电位仪电连接，用于对中央处理器发送的给定信号进行处理并将处理后的信号发送至恒电位仪，以调整恒电位仪的给定电位；

GPS模块，与中央处理器电连接，用于实现远程测控器的精确授时；

GPRS模块，与中央处理器电连接，用于实现远程测控器与外界的通信；

看门狗电路，与中央处理器连接，用于保护中央处理器；

远程通信电路，分别与中央处理器和恒电位仪电连接，用于中央处理器和恒电位仪之间的数据通信，实现中央处理器对恒电位仪的数据采集和控制操作。

所述远程通信电路为RS485通信电路，所述恒电位仪中包括RS485通信接口。具体该RS485通信电路中包括一自动收发芯片，通过所述自动收发芯片实现中央处理器对恒电位仪的数据采集和控制操作。

所述中央处理器中包括数字模拟转换器和模拟数字转换器，其中，所述数字模拟转换器，与所述信号隔离放大电路电连接，用于将所述中央处理器发送的给定信号转换为模拟量，再经过所述信号隔离放大电路处理后发送至所述恒电位仪以调整其给定电位；所述模拟数字转换器，与所述信号隔离调理电路连接，用于接收构成所述信号隔离调理电路的三个信号隔离调理电路发送的参比信号、输出电压及输出电流并将其转换为数字量以供所述中央处理器进行处理。

所述的信号隔离调理电路分别与中央处理器和恒电位仪电连接，用于对恒电位仪发送的参比信号、输出电压以及输出电流并进行处理并将处理后的数据发送至中央处理器；

所述的信号隔离调理电路包括三路信号隔离调理电路，其中：第一路信号隔离调理电路，分别与所述恒电位仪和所述中央处理器电连接，用于接收所述恒电位仪发送的参比信号并进行处理；第二路信号隔离调理电路，分别与所述的恒电位仪和所述的中央处理器连接，用于接收所述恒电位仪发送的输出电压并进行处理；第三路信号隔离调理电路，分别与所述恒电位仪和所述中央处理器连接，用于接收所述恒电位仪发送的输出电流并进行处理。

所述的第一路信号隔离调理电路中包括第一隔离变送器T1、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4以及第一稳压管W1，其中：所述第一隔离变送器T1的正输入信号端和负输入信号端分别与所述参比信号中的参比端和参比地端连接，正输出信号端与第三分压电阻R3的第一端连接，负输出信号端接地；所述第三分压电阻R3的第二端分别与所述第四分压电阻R4的第一端、所述第一稳压管W1的负极以及模拟数字转换器13中的第零通道连接，所述第四分压电阻R4的第二端和所述第一稳压管W1的正极均接地；和/或，

所述的第二路信号隔离调理电路中包括第二隔离变送器T2，第五分压电阻R5，第六分压电阻R6，第七分压电阻R7，第八分压电阻R8以及第二稳压管W2，其中，第五分压电阻R5的第一端与输出电压中的输出电压正极端连接，第二端分别与第六分压电阻R6的第一端和第二隔离变送器T2的正输入信号端连接，第六分压电阻R6的第二端分别与输出电压中的输出电压负极端和第二隔离变送器T2的负输入信号端连接；第七分压电阻R7的第一端与第二隔离变送器T2的正输出信号端连接，第二端分别与第八分压电阻R8的第一端、第二稳压管T2的负极以及模拟数字转换器142中的第一通道连接；第二隔离变送器T2的负输出信号端、第六分压电阻R8的第二端以及第二稳压管W2的正极均接地；和/或，

所述的第三路信号隔离调理电路中具体霍尔电流传感器T3、第九分压电阻R9、第十分压电阻R10以及第三稳压管W3，其中，霍尔电流传感器T3的正输入信号端和负输入信号端分别与输出电流中的输出电流正极端和输出电流负极端连接，正输出信号端与第九分压电阻R9的第一端连接；第九分压电阻R9的第二端分别与第十分压电阻R10的第一端、第三稳压管W3的负极、以及模拟数字转换器142中的第二通道连接；霍尔电流传感器的负输出信号端、第十分压电阻R10的第二端、以及第三压管W3的正极均接地。

所述的信号调理电路分别与中央处理器和恒电位仪连接，用于实现中央处理器对恒电位仪中超差报警信号的检测；

所述的信号调理电路包括一上拉电阻R11和一下拉电阻R12，所述上拉电阻R11与恒电位仪中超差报警信号的第一端连接，所述下拉电阻R12与恒电位仪中超差报警信号的第二端连接；当所述恒电位仪正常工作时所述超差报警信号的第一端和第二端断开；当所述恒电位仪发生超差报警时，所述超差报警信号的第一端和第二端闭合，以此实现所述中央处理器对所述恒电位仪中超差报警信号的检测。

所述的继电器控制电路中包括：一个继电器驱动芯片，三个继电器，以及三个限流二极管；其中，所述继电器驱动芯片用于驱动继电器工作；每个所述限流二极管分别并联在与之对应的继电器的两端，三个继电器分别用于实现所述恒电位仪的超差复位、断电测量以及备机切换

所述的电源电路中包括三路电源电路，其中：第一路电源电路用于将+12V电压转换为+5V电压；第二路电源电路用于将+5V电压转换为+3.3V电压；第三路电源电路用于将+5V电压转换为-5V电压。

所述的信号隔离放大电路分别与中央处理器和恒电位仪连接，用于对中央处理器发送的给定信号进行处理并将处理后的信号发送至恒电位仪，以调整恒电位仪的给定电位；

所述的信号隔离放大电路中包括双运算放大器和第三隔离变送器；经过数字模拟转换器转换的给定信号输入双运算放大器的U6A，随后经过所述的双运算放大器的U6B和所述第三隔离变送器输出至所述恒电位仪，以控制所述恒电位仪的给定电位。

根据以上技术方案提出的这种应用于恒电位仪的远程测控装置，至少具有以下优点：

在本实用新型中，通过RS485通信电路实现远程监控装置与恒电位仪之间的通信，实现对恒电位仪的数据采集和控制操作。具体包括：将恒电位仪中各项参数通过RS485通信电路上传至远程监控装置中，实现普通恒电位仪的实时监控及接收远程监控装置发送的命令，实现对恒电位仪的远程控制，以此实现了对恒电位仪的智能化控制，不仅提高了整个系统的运行效率，同时节约了大量的人力物力。

附图说明

图1为远程测控装置与恒电位仪的工作原理图；

图2为远程测控装置的构成及原理示意图；

图3为远程测控器电路原理框图；

图4为远程测控装置中中央处理器的电路图；

图5为远程测控装置中远程测控器的第一路电源电路；

图6为远程测控装置中远程测控器第二路电源电路；

图7为远程测控装置中远程测控器第三路电源电路；

图8为远程测控装置中第一信号隔离调理电路电路图；

图9为远程测控装置中第二信号隔离调理电路电路图；

图10为远程测控装置中第三信号隔离调理电路电路图；

图11为远程测控装置中信号调理电路电路图；

图12为远程测控装置中继电器控制电路电路图；

图13为远程测控装置中信号隔离放大电路的电路图；

图14为远程测控装置中看门狗电路图；

图15为远程测控装置中RS485通信电路图；

图16为基于远程测控装置的远程测控系统结构示意图。

图中：100-远程测控装置，200-恒电位仪，110-远程测控器，120-12V直流稳压电源，130-220V交流电源(市电)，131-中央处理器，132-信号隔离调理电路，133-信号调理电路，134-继电器控制电路，135-电源电路，136-信号隔离放大电路，137-GPS模块，138-GPRS模块，139-看门狗电路，140-远程通信电路，20-服务器，21-监控主机系统，22-GPS系统，23-GPRS网络。

具体实施方式

以下结合说明书附图进一步阐述本发明，并给出本实用新型的实施例。

图1给出的是将本实用新型提出的远程测控装置100与恒电位仪200组合构成实际应用于阴极保护的智能恒电位仪的工作原理框图。在实现对恒电位仪进行测控的过程中，远程测控装置远程安装至远程控制端。具体地，从该图中可以看出，远程测控装置100从普通的恒电位仪200中采集参比信号(通过端口参比和参比地)、输出电压(通过端口输出电压+和输出电压-)、输出电流(通过端口输出电流+和输出电流-)以及超差报警信号(通过端口超差报警A和超差报警B)。同时，远程测控装置100发送超差复位(通过端口超差复位A和超差复位B)，断电测量(通过端口断电测量A和断电测量B)、备机切换(通过端口备机切换A和备机切换B)以及给定电位(通过端口给定电位+和给定电位-)信号至上述恒电位仪。另外，从图中还可以看出，远程测控装置100和恒电位仪200之间通过远程通信电路进行数据的传输，包括采集数据、控制指令等。

如图2所示为本实用新型中远程测控装置的构成及原理示意图，从图中可以看出，在该远程测控装置100中包括：远程测控器110和一为远程测控器供电的直流稳压供电电源。在一个具体实施例中，如图所示，使用的是12V直流稳压电源120作为智能控制器的供电电源，且该12V直流稳压电源直接与220V交流电源130(市电)连接通过变压得到，其中，图中的L表示相线，N表示零线，G表示地线。当然，在本实用新型中，我们对供电电源不做具体限定，可以根据远程测控器的具体需求进行选择，如使用5V的直流稳压电源等。

图3所示为远程测控器电路原理框图，从图中可以看出，在该远程测控器110中包括：

用于对恒电位仪远程测控器110进行数据接收和发送的中央处理器131；

分别与中央处理器131和恒电位仪200连接、用于接收恒电位仪200发送的参比信号、输出电压以及输出电流并进行处理，再发送至中央处理器131的信号隔离调理电路132；

分别与中央处理器131和恒电位仪200连接，用于实现中央处理器131对恒电位仪200中超差报警信号进行检测的信号调理电路133；

分别与中央处理器131和恒电位仪200连接，用于通过控制继电器实现恒电位仪的超差复位、断电测量以及备机切换的继电器控制电路134；

分别与远程测控器中需要供电的电路进行连接，用于将供电电源转换为远程测控器110各个电路所需电压并为其进行供电的电源电路135；

分别与中央处理器131和恒电位仪200连接，对中央处理器131中发送的给定信号进行处理之后发送至恒电位仪200，用以调整恒电位仪的给定电位的信号隔离放大电路136；

与中央处理器131连接，用于实现远程测控器的精确授时的GPS模块137；

与中央处理器131连接，用于实现远程测控器与外界实现通信的GPRS模块138；

与中央处理器131连接，用于保护中央处理器的看门狗电路139；以及

分别与中央处理器和恒电位仪连接，用于中央处理器和恒电位仪之间的数据通信，实现中央处理器对恒电位仪的数据采集和控制操作的远程通信电路140。

具体，中央处理器131用于对远程测控器11接收和发送的数据进行处理；且在中央处理器131中包括数字模拟转换器141和模拟数字转换器142，其中，数字模拟转换器141与信号隔离放大电路136连接，用于将中央处理器131发送的给定信号转换为模拟量，再经过信号隔离放大电路136处理后发送至恒电位仪200，用以调整其给定电位；模拟数字转换器142与信号隔离调理电路132连接，用于接收各信号隔离调理电路发送的参比信号、输出电压以及输出电流，并将其转换为数字量以供中央处理器131进行处理。在具体实施例中，当使用了型号为MSP430F169中央处理器(其供电电压为3.3V，待机工作模式时功耗为0.8uA，掉电模式功耗为0.1uA，且从待机状态到唤醒时间不超过6us)，则其内置的数字模拟转换器包括双路12位D/A对数字量进行同步转换为模拟量，且其具有自校准选项用于偏移量校准。在实际应用中，其可以与DMA(Direct Memory Access，直接内存访问)控制器一起使用，以提高整个智能控制器处理数据的效率。中央处理器内置的模拟数字转换器包括8个A/D输入通道，且内置低功耗的采样/保持电路，保障了该模拟数字转换器不需要CPU额外的处理开销就能够独立完成数据的转换，提高了整个CPU的效率；与此同时，该模拟数字转换器可编程为12或14位精度，以加快数据转换的时间。以上我们基于选择了型号为MSP430F169的中央处理器(如图4所示)对其内置的数字模拟转换器和模拟数字转换器进行了描述，在这里要特别说明的是，在实际应用中，我们可以根据实际情况对模拟数字转换器和数字模拟转换器进行选择，即当选定的中央处理器不具备这两项功能，则可以根据应用需求对模拟数字转换器和数字模拟转换器的具体型号进行选择，只要其能实现本实用新型的目的，都包括在本实用新型的内容中。

信号隔离调理电路132分别与中央处理器131和恒电位仪200连接，用于接收恒电位仪发送的参比信号、输出电压以及输出电流并进行处理，再发送至中央处理器131。具体来说，如图3中所示，在该信号隔离调理电路132中包括三路信号隔离调理电路，其中，第一路信号隔离调理电路(图示中的信号隔离调理电路1)分别与恒电位仪200和中央处理器131连接，用于接收恒电位仪发3送的参比信号并进行处理。更具体来说，在该第一路信号隔离调理电路(见图8)中包括：第一隔离变送器T1、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4以及第一稳压管W1，其中第一隔离变送器T1的正输入信号端和负输入信号端分别与参比信号中的参比端和参比地端连接，正输出信号端与第三分压电阻R3的第一端连接，负输出信号端接地；第三分压电阻R3的第二端分别与第四分压电阻R4的第一端、第一稳压管W1的负极以及模拟数字转换器142中的第零通道连接，第四分压电阻R4的第二端和第一稳压管W1的正极均接地。

在具体实施例中，该第一信号调理电路中，第一隔离变送器T1采用型号为T5550D的有源高精度隔离变送器；第一稳压管W1采用型号为FHZ3V3LL-34的稳压管。具体，在该型号为T5550D的有源高精度隔离变送器内部采用电磁隔离技术(相比光耦隔离具有好的温漂特性和线性度)，其输入和输出范围均为0-10V，温漂35PPM/℃，工作温度范围:-25～71℃，达到工业级标准。在实际应用中，此模块为三隔离，即将电源输入、信号输入、信号输出相互隔离，在这里具体表现为参比信号输入、12V直流稳压电源以及接入模拟数字转换器中的第零通道的输出信号。为了防止参比信号出现过压情况，在第一隔离变送器T1的输出端设置了第三分压电阻R3和第四分压电阻R4，具体地，如图8所示，我们设置第三分压电阻R3为200R，第四分压电阻R4为300R，即经过第三分压电阻R3和第四分压电阻R4后的输出电压变为原来的3/5，这样，若即使参比信号出现了过压，有效地防止了其对中央处理器的损坏。由于这里采用的是分压原理，因而上面我们只给出了第三分压电阻R3和第四分压电阻R4在实施过程中的一个电阻的比值，具体的阻值设定可以根据实际情况进行选择，我们不对其进行限定。另外，我们对第三分压电阻R3和第四分压电阻R4阻值的比值同样不做具体限定，需要根据实际情况进行限定，只要能保障第一信号隔离电路在应用中的安全性能，都包括在本实用新型的内容中。

第二路信号隔离调理电路(见图9)分别与恒电位仪200和中央处理器131连接，用于接收恒电位仪200发送的输出电压并进行处理，其具体包括：第二隔离变送器T2，第五分压电阻R5，第六分压电阻R6，第七分压电阻R7，第八分压电阻R8以及第二稳压管W2，其中，第五分压电阻R5的第一端与输出电压中的输出电压正极端连接，第二端分别与第六分压电阻R6的第一端和第二隔离变送器T2的正输入信号端连接，第六分压电阻R6的第二端分别与输出电压中的输出电压负极端和第二隔离变送器T2的负输入信号端连接；第七分压电阻R7的第一端与第二隔离变送器T2的正输出信号端连接，第二端分别与第八分压电阻R8的第一端、第二稳压管T2的负极以及模拟数字转换器142中的第一通道连接；第二隔离变送器T2的负输出信号端、第六分压电阻R8的第二端以及第二稳压管W2的正极均接地。

在具体实施例中，第二隔离变送器T2为型号为T5550D的有源高精度隔离变送器；第二稳压管为型号为FHZ3V3LL-34的稳压管。另外，在该实施例中，第二隔离变送器T2、第五分压电阻R5、第六分压电阻R6以及第二稳压管W2与第一信号隔离调理电路中的第一隔离变送器T1、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4以及第一稳压管W1选型和选值方法均类似，在此不做赘述。与第一信号隔离调理电路中不同的是，在第二信号隔离调理电路中，输出电压在输入第二隔离变送器T2之前经过第五分压电阻R5和第六分压电阻R6对输入的电压值进行分压，由第二隔离变送器T2的性能可知，其输入的电压范围为0-10V，而恒电位仪实际的输出电压远大于这个电压值，具体根据恒电位仪的选型的不同，输出电压包括40V、100V等，因而为了保护第二隔离变送器T2不被烧坏，使用第五分压电阻R5和第六分压电阻R6对其进行分压之后再输入第二隔离变送器T2。作为一个具体实施例，第五分压电阻R5的阻值选为10K，第六分压电阻R6的阻值选为1K，这样输入第二隔离变送器T2的电压变为输出电压中阻值的1/11，当然，我们同样对第五分压电阻R5和第六分压电阻R6的阻值不做具体限定，可以根据恒电位仪的具体型号和第二隔离变送器T2的具体型号作出相应的调整。

第三路信号隔离调理电路(见图10)分别与恒电位仪200和中央处理器131连接，用于接收恒电位仪200发送的输出电流并进行处理，具体包括一霍尔电流传感器T3、第九分压电阻R9、第十分压电阻R10以及第三稳压管W3，其中，霍尔电流传感器T3的正输入信号端和负输入信号端分别与输出电流中的输出电流正极端和输出电流负极端连接，正输出信号端与第九分压电阻R9的第一端连接；第九分压电阻R9的第二端分别与第十分压电阻R10的第一端、第三稳压管W3的负极以及模拟数字转换器142中的第二通道连接；霍尔电流传感器的负输出信号端、第十分压电阻R10的第二端以及第三压管W3的正极均接地。

在具体实施例中，在这里，具体地，霍尔电流传感器T3的型号为CS050CX，第三稳压芯片的型号为FHZ3V3-34，第九分压电阻R9和第十分压电阻R10均为200R，这样输入模拟数字转换器第二通道ADC_2的信号即为霍尔电流传感器输出的电压值的一半。在这里，我们同样可以对第九分压电阻R9和第十分压电阻R10的阻值不做具体限定，可以根据霍尔电源传感器不同做出相应的调整。

信号调理电路133(见图11)分别与中央处理器131和恒电位仪200连接，用于实现中央处理器131对恒电位仪200中超差报警信号的检测。具体在该信号调理电路中包括上拉电阻R11和下拉电阻R12，其中，上拉电阻R11与恒电位仪中超差报警信号的第一端连接，下拉电阻R12与恒电位仪中超差报警信号的第二端连接。当恒电位仪200正常工作，超差报警信号的第一端和第二端断开；当恒电位仪200发生超差报警时，超差报警信号的第一端和第二端闭合，以此实现中央处理器131对恒电位仪200中超差报警信号的检测。在具体应用中，超差报警A端口与中央处理器的P1.3端口连接，当恒电位仪正常工作，超差报警A端口和超差报警B端口断开，即端口P1.3为低电平；当恒电位仪发生超差报警时，超差报警A端口和超差报警B端口闭合，即端口P1.3为高电平，以此实现中央处理器对恒电位仪中超差报警信号的检测。在具体实施例中，上拉电阻R11为100R，下拉电阻R12为499R。

继电器控制电路134(见图12)分别与中央处理器131和恒电位仪200连接，用于通过控制继电器实现恒电位仪的超差复位、断电测量以及备机切换，具体在该继电器控制电路中包括：一个继电器驱动芯片、三个继电器以及三个限流二极管；其中，继电器驱动芯片用于驱动继电器工作；每个限流二极管分别并联在与之对应的继电器的两端，三个继电器分别用于实现恒电位仪的超差复位、断电测量以及备机切换。在一个具体实施例中，继电器驱动芯片ULN2003A是7路高压大电流达林顿晶体管阵列电路，限流二极管可以减少继电器动作时的瞬态电流冲击。图12示中，接口A_COM/A_OPEN、B_COM/B_OPEN以及C_COM/C_OPEN分别与继电控制模块中的端口超差复位A/超差复位B、断电测量A/断电测量B；备机切换A/备机切换B连接。另外，继电器的型号为HF3FF-012-1ZS；限流二极管的型号为1N4148。

电源电路135分别与远程测控器中需要供电的电路进行连接，用于将供电电源转换为远程测控器各个电路所需电压并为其进行供电，具体包括三路电源电路，其中，第一路电源电路(见图5)使用型号为LM2596-5的芯片将+12V电压转+5V电压；第二路电源电路(见图6)使用型号为AMS1117-3.3的芯片将+5V电压转+3.3V电压；第三路电源电路(见图7)使用型号为LMC7660IMX的芯片将+5V电压转-5V电压。

信号隔离放大电路136(见图13)分别与中央处理器131和恒电位仪200连接，用于对中央处理器131中发送的给定信号进行处理之后发送至恒电位仪200，以调整恒电位仪的给定电位。具体该信号隔离放大电路中包括一双运算放大器OPA2171及第三隔离变送器T6650CP；经过数字模拟转换器转换的给定信号输入双运算放大器的U6A，随后经过双运算放大器的U6B和第三隔离变送器T3输出至恒电位仪，以控制恒电位仪的给定电位。

GPS模块137与中央处理器131连接，用于实现远程测控器的精确授时，具体为UBLOX或M8729GPS芯片，或由UM220-Ⅲ北斗和GPS双模芯片组成。在具体实施例中，采用UBLOX高精度GPS授时芯片，通过卫星实现对远程测控装置的定位和精准的授时，其搜星速度快、灵敏度高、授时精度高，可达10ns。

GPRS模块138与中央处理器131连接，用于实现远程测控器与外界的通信。具体包括GPRS-DTU模块。在本实用新型中，具体表现为可以通过GPRS模块将恒电位仪中各项参数上传至远程监控平台，实现恒电位仪的实时监控；与此同时接收远程监控平台发送的命令，实现对恒电位仪的远程控制，其中，远程监控平台发送的命令具体包括：调整恒电位仪给定电位，恒电位仪断电测量、模式设置指令、超差复位指令、备机切换指令、软复位、参数设置指令等，以此实现对恒电位仪的智能化控制，不仅提高了整个系统的运行效率，同时节约了大量的人力物力。

看门狗电路139(见图14)与中央处理器131连接，用于保护中央处理器。该看门狗电路通过型号为MCP1316-29的芯片实现，可实现遇到程序跑飞或电压突降时复位中央处理器的目的，且可以保护中央处理器免于在低压运行情况下而造成的损坏。

RS485通信电路(见图15)，分别与中央处理器和恒电位仪(带有RS485接口)连接，用于中央处理器和恒电位仪之间的数据通信，实现中央处理器对恒电位仪的数据采集和控制操作。具体在该RS485通信电路中包括一自动收发芯片，通过所述自动收发芯片实现中央处理器对恒电位仪的数据采集和控制操作。更具体来说，该自动收发芯片的型号为MAX3485，且该芯片的RO管脚和DI管脚分别通过一分压电阻(0R)与中央处理器中的MCU_RXD1端口和MCU_TXD1端口连接，进而通过控制端口的高低电平实现RS485通信电路接收和发送的控制。另外，从图中可知，该芯片中的正负(B/A)管脚通过三个分压电阻(分别为图示中的分压电阻R86、分压电阻R87以及分压电阻R88)进行分压之后与RS485接口中的正负极连接，以保障端口的正常通信。

根据以上技术方案提出的这种地下管线阴极保护的专用于恒电位仪的远程测控装置，既可以运用于模拟恒电位仪也可以用于数字恒电位仪的智能化远程测控。该装置的具体监测操控步骤如下(参见图16)：

a、首先由监控主机系统21发出测试指令，经GPRS网络23将测试指令发至远程测控装置100。

b、远程测控装置100将测试指令通过RS485电路发送至恒电位仪，恒电位仪根据测试指令，在GPS系统22指定的同一时间获取测试桩检测到的保护电位、输出电流和输出电压，以及根据GPS确定的地理位置数据；并将监测获得的数据经RS485电路回传远程测控装置100。

C、传远程测控装置100将接收到的数据经GPRS网络发送至远程监控平台，由监控主机系统21利用设置在服务器20和监控主机系统21中的专家诊断系统对获取的恒电位仪的保护电位、输出电流以及输出电压进行处理、图像比对，确定所测数据正常与否。数值正常则监控主机系统对于此次上传数据的纠正程序终止，否则进入人工纠正或自动控制纠正操作。

d、由管理人员选择应修正的正确保护电位数值、经监控主机系统将人工纠正的保护电位数值通过GPRS网络传送至远程测控装置100，远程测控装置再将保护点位数值通过RS485电路发送至恒电位仪200，调整恒电位仪200对地下管线的施加的电性能参数(保护电位)；或由智能管理系统计算出正确的保护电位数值，自动将控制指令通过GPRS网络传送至远程测控装置100，调整恒电位仪200对地下管线2的施加的电性能参数(保护电位)。

e、再次由监控主机系统21发出测试指令，经GPRS网络将测试指令发至各智能测试桩和远程测控装置；直至监控主机系统21获得各智能测试桩的测试数据符合阴极保护设定的阀域电位值为止。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但本实用新型发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该系统进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离发明的精神和范围下所做出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述的远程测控装置(100)中包括：一远程测控器(110)和一为所述远程测控器(110)供电的供电电源；其中，所述远程测控器(110)中包括：

用于对远程测控器(110)接收和发送的数据进行处理的中央处理器(131)；

分别与中央处理器(131)和恒电位仪(200)电连接，用于对恒电位仪(200)发送的参比信号、输出电压以及输出电流并进行处理并将处理后的数据发送至中央处理器(131)的信号隔离调理电路(132)；

分别与中央处理器(131)和恒电位仪(200)电连接，用于检测恒电位仪(200)的超差报警信号并将其发送至中央处理器(131)的信号调理电路(133)；

分别与中央处理器(131)和恒电位仪(200)电连接，用于通过控制继电器实现恒电位仪(200)的超差复位、断电测量以及备机切换的继电器控制电路(134)；

分别与远程测控器(110)中各需要供电的电路/模块电连接，用于将供电电源转换为远程测控器(110)各个电路/模块所需电压并为其进行供电的电源电路(135)；

分别与中央处理器(131)和恒电位仪(200)电连接，用于对中央处理器(131)发送的给定信号进行处理并将处理后的信号发送至恒电位仪(200)、以调整恒电位仪(200)的给定电位的信号隔离放大电路(136)；

与中央处理器(131)电连接，用于实现远程测控器(110)的精确授时的GPS模块(137)；

与中央处理器(131)电连接，用于实现远程测控器(110)与外界的通信的GPRS模块(138)；

与中央处理器(131)电连接，用于保护中央处理器(131)的看门狗电路(139)；

分别与中央处理器(131)和恒电位仪(200)电连接，用于中央处理器(131)和恒电位仪(200)之间的数据通信、实现中央处理器(131)对恒电位仪(200)的数据采集和控制操作的远程通信电路(140)。

2.如权利要求1所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述的远程通信电路(140)为RS485通信电路，所述恒电位仪(200)中包括RS485通信接口。

3.如权利要求2所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述RS485通信电路中包括一用于实现中央处理器(131)对恒电位仪(200)的数据采集和控制操作的自动收发芯片。

4.如权利要求1或3所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于，所述的中央处理器(131)中包括用于将所述中央处理器(131)发送的给定信号转换为模拟量、再经过所述信号隔离放大电路(136)处理后发送至所述恒电位仪(200)以调整其给定电位的数字模拟转换器和用于接收构成所述信号隔离调理电路(132)的三个信号隔离调理电路(132)发送的参比信号、输出电压及输出电流并将其转换为数字量以供所述中央处理器(131)进行处理的模拟数字转换器，所述数字模拟转换器与所述信号隔离放大电路(136)电连接；所述模拟数字转换器与所述的信号隔离调理电路(132)电连接。

5.如权利要求1所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述的信号隔离调理电路(132)包括三路信号隔离调理电路，具体为：用于接收所述恒电位仪(200)发送的参比信号并进行处理的第一路信号隔离调理电路(132)、用于接收所述恒电位仪(200)发送的输出电压并进行处理的第二路信号隔离调理电路(132)以及用于接收所述的恒电位仪(200)发送的输出电流并进行处理的第三路信号隔离调理电路(132)，所述的第一路信号隔离调理电路(132)、第二路信号隔离调理电路(132)以及第三路信号隔离调理电路(132)分别与所述的恒电位仪(200)和所述的中央处理器(131)电连接。

6.如权利要求5所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述的第一路信号隔离调理电路中包括第一隔离变送器T1、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4以及第一稳压管W1，其中：所述的第一隔离变送器T1的正输入信号端和负输入信号端分别与所述参比信号中的参比端和参比地端连接，正输出信号端与第三分压电阻R3的第一端连接，负输出信号端接地；所述的第三分压电阻R3的第二端分别与所述第四分压电阻R4的第一端、所述的第一稳压管W1的负极以及模拟数字转换器13中的第零通道连接，所述的第四分压电阻R4的第二端和所述第一稳压管W1的正极均接地；

所述的第二路信号隔离调理电路中包括第二隔离变送器T2、第五分压电阻R5、第六分压电阻R6、第七分压电阻R7、第八分压电阻R8以及第二稳压管W2，其中，第五分压电阻R5的第一端与输出电压中的输出电压正极端连接，第二端分别与第六分压电阻R6的第一端和第二隔离变送器T2的正输入信号端连接，第六分压电阻R6的第二端分别与输出电压中的输出电压负极端和第二隔离变送器T2的负输入信号端连接；第七分压电阻R7的第一端与第二隔离变送器T2的正输出信号端连接，第二端分别与第八分压电阻R8的第一端、第二稳压管T2的负极以及模拟数字转换器142中的第一通道连接；第二隔离变送器T2的负输出信号端、第六分压电阻R8的第二端以及第二稳压管W2的正极均接地；

所述的第三路信号隔离调理电路中具体包括霍尔电流传感器T3、第九分压电阻R9、第十分压电阻R10以及第三稳压管W3，其中，霍尔电流传感器T3的正输入信号端和负输入信号端分别与输出电流中的输出电流正极端和输出电流负极端连接，正输出信号端与第九分压电阻R9的第一端连接；第九分压电阻R9的第二端分别与第十分压电阻R10的第一端、第三稳压管W3的负极以及模拟数字转换器(142)中的第二通道连接；霍尔电流传感器的负输出信号端、第十分压电阻R10的第二端以及第三压管W3的正极均接地。

7.如权利要求1所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述的信号调理电路(133)包括一上拉电阻R11和一下拉电阻R12，所述上拉电阻R11与恒电位仪(200)中超差报警信号的第一端连接，所述下拉电阻R12与恒电位仪(200)中超差报警信号的第二端连接；当所述恒电位仪(200)正常工作时所述超差报警信号的第一端和第二端断开；当所述恒电位仪(200)发生超差报警时，所述超差报警信号的第一端和第二端闭合，以此实现所述中央处理器(131)对所述恒电位仪(200)中超差报警信号的检测。

8.如权利要求1所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述的继电器控制电路(134)中包括：一个继电器驱动芯片，三个继电器，以及三个限流二极管；其中，所述继电器驱动芯片用于驱动继电器工作；每个所述限流二极管分别并联在与之对应的继电器的两端，三个继电器分别用于实现所述恒电位仪(200)的超差复位、断电测量以及备机切换。

9.如权利要求1所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述的电源电路(135)中包括三路电源电路(135)，其中：第一路电源电路用于将+12V电压转换为+5V电压；第二路电源电路用于将+5V电压转换为+3.3V电压；第三路电源电路用于将+5V电压转换为-5V电压。

10.如权利要求1所述的应用于恒电位仪的远程测控装置，其特征在于：所述的信号隔离放大电路(136)中包括双运算放大器和第三隔离变送器；经过数字模拟转换器转换的给定信号输入双运算放大器的U6A，随后经过双运算放大器的U6B和第三隔离变送器输出至所述恒电位仪(200)，以控制所述恒电位仪(200)的给定电位。