CN2719867Y

CN2719867Y - 埋地管道现场参数采集系统

Info

Publication number: CN2719867Y
Application number: CN 200420066793
Authority: CN
Inventors: 薛致远; 刘玲莉; 刘志刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2014-06-11

Abstract

本实用新型是对埋地管道阴极保护、管壁温度与土壤环境温度现场参数以不同的工作模式定期进行测量和存储的埋地管道现场参数采集系统。涉及测量电变量、温度的测量和管道系统技术领域。其特点是采用双数据总线结构，其现场数据采集器中的微处理器1－1之SCL、SDA端由两根数据总线分别与存储器1－6、时钟1－7和双数据总线接口1－8的SCL、SDA端并接，数据表中的微处理器2－1之SCL、SDA端由两根数据总线分别与存储器2－2、时钟2－3的SCL、SDA端并接，现场温度传感器1－2输出接数据采集器微处理器1－1输入端。本系统可在工作中方便地切换工作模式，直接观察数据采集器工作状态，所采数据准确性和可靠性大大提高，结构较为简单、轻便，操作方便。

Description

埋地管道现场参数采集系统

技术领域

本实用新型是用于埋地管道阴极保护、管壁温度与土壤环境温度现场参数采集系统。涉及测量电变量、温度的测量和管道系统技术领域。

背景技术

埋地管道特别是埋地长输管道阴极保护参数、管壁温度和土壤环境温度现场参数的采集对于管道防腐系统的评估和正常的运行是十分必要的。早先管道阴极保护参数的采集采用人工采集、汇总上报形式，不仅工作效率低、劳动强度大，而且采集数据的数量较少，精度受到人为因素的影响，技术水平和管理水平较低。鉴此，近年来先后出现了多项解决上述不足的管道阴极保护参数采集技术。其中有用无线传输采集参数的自动化测量系统，也有用有线传输采集参数的巡检采集系统。无线传输采集参数自动化测量系统虽然可以实现阴保护参数的自动化测量，提高了工作效率和数据的精确度，减少了人工劳动强度，但一般来说无线传输数据不仅设备多而复杂，传输的可靠性也不如有线传输，同时现在的无线传输系统无法根据工作需要进行工作模式切换，在读取数据过程中也无法观察到采集器的工作状态是否正常。而巡检采集系统，如2003年4月30日授权的“地下长输管道阴极保护信号的检测存储装置”(ZL02237359.4)及配套的2002年8月14日授权的“一种便携式管道阴极保护信号巡检取样采集装置”(ZL01270373.7)，设备较为简单、使用也较方便，一次可提取一定时间内的全部测量数据，但也存在采集器无法根据实际工作需要进行工作模式的切换，在读取数据过程中也无法观察到采集器的工作是否正常。

管道沿线的管壁温度和土壤环境温度由于对输送工艺(特别是高粘易凝原油的低成本安全运行工艺)研究、节能降耗研究具有重要意义，也是必不可少的参数。但目前国内除了开挖现场测取外尚无野外原位检测手段，或者只采用进出站两点的温度测量，以计算和经验确定运行的原油温度，由于温度数据的数量少，这就影响了对长输埋地管道沿线温度状态的掌握，不利于节能运行。而现有技术中只有埋地管道的阴极保护参数的采集，并无温度参数的采集。虽然在技术上实现并不难，但必竟是个缺项。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种在一定时间内以设定的工作模式采集埋地管道现场参数、且可在读取数据过程中观察采集器工作状态及工作是否正常的埋地管道现场参数采集系统。

本实用新型与现有技术一样，也有一个由电压采样1-5、A/D转换电路1-3、微处理器1-1、存储器1-6、时钟1-7、总线接口、总线和向它们供电的电池1-9组成的现场数据采集器，一个由微处理器2-1、存储器2-2、时钟2-3、总线接口、总线和向它们供电的电池2-8组成的便携式数据表，及一个通过通讯接口3-1连接的上位PC机3-2，如图1和图2所示，其特点是在数据采集器和数据表中均采用双数据总线结构及与此相配套的微处理器1-1、2-1、存储器1-6、2-2和时钟1-7、2-3。具体电路如图3、图4所示，就是数据采集器微处理器1-1的SCL和SDA端由两根数据总线分别与存储器1-6、时钟1-7和双数据总线接口1-8的SCL、SDA端并接。同样，数据表中微处理器2-1的SCL和SDA端由二根数据总线分别与存储器2-2、时钟2-3、双数据总线接口2-7的SCL、SDA端并接。其中的微处理器1-1、2-1、存储器1-6、2-2、时钟1-7、2-3采用具有4种以上寻址方式的集成块，这样就可以简单、方便、快捷地实现预定的程序。为了能在数据表上人工进行采集器工作模式的设置和切换，在数据表微处理器2-1的RB0、RB4、RB5端接有按键输入2-5电路。该按键输入2-5电路设置有多只按键。为了在数据表上方便地观察采集器工作模式的设置、切换以及采集器工作状态的正常与否，设置有LCD显示2-4与微处理器2-1的RA5、RB1、RD2、RD3、RD4、RD5用导线连接。数据采集器中的阴极保护参数是由设置在管道1-11上的参比电极1-10用导线接电压采样1-5，其输出经运放电路1-4和A/D转换1-3由导线接至微处理器1-1的输入端，温度参数是由温度传感器1-2直接用导线接向微处理器1-1的另一输入端，这是因为温度传感器1-2选用数字式的，可产生数字信号直接送入微处理器1-1。数据采集器的双数据总线接口1-8由双股电缆线与数据表的双数据总线接口2-7连接。数据表微处理器2-1的RC6、RC7端由导线接RS232通讯电路2-6，再接RS232通讯接口2-9后用导线接至PC机的COM通讯接口3-1。数据采集器电池1-9与温度传感器1-2、电压采样1-5、运放电路1-4、A/D转换1-3、存储器1-6、时钟1-7、微处理器1-1、双数据总线和双数据总线接口1-8用导线相连并为其供电。数据表电池2-8与按键输入2-5、LCD显示2-4、存储器2-2、时钟2-3、微处理器2-1、双数据总线、双数据总线接口2-7、通讯电路2-6和通讯接口2-9用导线连接并为其供电。

具体实施方式

数据采集器的实施：微处理器1-1选PIC16F877、存储器1-6选24C01、时钟1-7选PCF8563，按照图3所示电路图连接好，同时按照常用的电压采样1-5用导线与参比电极1-10连接，其输出连接运放电路1-4、A/D转换1-3后与微处理器1-1RA0端连接，DS1820型温度传感器1-2的输出端接至微处理器1-1的RC0、RC1端，将电池1-9的正极接各电路的VDD端，负极接地。安装调试正确后，安装于埋地管道的设定测量点上。数据采集器的核心部件是微处理器1-1，其内固化有程序。电压采样1-5电路采集阴极保护电压后传输至运放电路1-4，并由A/D转换1-3电路转换成数字信号输入微处理器1-1；温度传感器1-2直接将测得的数字温度信号传输至微处理器1-1。

数据表的实施：微处理器2-1选PIC16F877、存储器2-2选24C256、时钟2-3选PCF8583、LCD显示2-4选1602A型LCD显示，将上述器件按照图4所示的电路图连接正确后接通电池2-8电压，由固化于核心部件微处理器2-1内部的程序实现对外围各部件的控制：通过通讯接口2-9接受PC机的命令，并向PC机发送数据；通过双数据总线读取并写入数据表和数据采集器的时钟；通过双数据总线读取或写入数据表和数据采集器存储器2-2、1-6的数据；通过按键输入2-5键入数据采集器的工作模式或切换；通过LCD显示数据表和数据采集器的工作状态和数据采集器的工作模式。

数据采集器的工作流程是系统加电，在满足测试条件后进行电压及温度的测量、读取时钟1-7时间并存储时间及数据，按设定的工作模式一直测试下去。数据表的工作流程是系统加电，用电缆连接数据表的双数据总线接口2-7与数据采集器双数据总线接口1-8，读取、显示数据采集器时间和工作模式，接受按键指令并根据指令进行工作，即对数据采集器时钟进行校对、读取数据采集器的数据、进行数据采集器工作模式的切换，在用电缆连接数据表通讯接口2-9和PC机通讯接口3-1后判断是否接受PC机指令，如接受PC机指令则接受按键指令并根据指令进行工作，即校对数据表的时间、读取数据表中的数据、清空数据表中的数据，如不接受PC机指令，则返回系统上电后的流程；当未与数据采集器相连时则读取数据表的时钟并显示数据表时间，或不接受按键指令时两者均可转入是否接受PC机指令的判断。

可见，本系统可以实现以下功能：

1、数据采集器根据工作模式定期进行阴极保护电位和温度的测量及存储；

2、通过数据表可以观察数据采集器的工作模式是否正常；

3、通过数据表可以对数据采集器的工作模式进行设置、切换以满足实际工作的需要；

4、通过数据表可以对数据采集器的时间进行校对；

5、通过PC机可以校准数据表的时间；

6、通过PC机可以读取并处理数据表中的数据。

总之，本实用新型不但可以不同的工作模式定期进行阴极保护电位和温度的测量和存储，并方便地进行工作模式的切换以满足实际工作的不同需要，最后将各测量点所测量的数据及时间存储于PC机中进行处理，而且可以在采集数据的过程中直接观察到数据采集器的工作状态是否正常，使得采集数据的准确性和可靠性大大提高。同时，本系统结构较为简单、轻便，现场采集工作虽然仍需到各测量点接线，但也并不繁琐，操作也较为方便，是一种实用、可靠的埋地管道现场参数采集系统。

附图说明

图1数据采集器原理框图

图2数据表原理框图

图3数据采集器电原理图

图4数据表电原理图

Claims

1、一种埋地管道现场参数采集系统，包括一个由电压采样[1-5]、A/D转换电路[1-3]、微处理器[1-1]、存储器[1-6]、时钟[1-7]、总线接口、总线及向它们供电的电池[1-9]组成的现场数据采集器，一个由微处理器[2-1]、存储器[2-2]、时钟[2-3]、总线接口、总线及向它们供电的电池[2-8]组成的便携式数据表，及一个通过通讯接口[3-1]连接的上位PC机，其特征是现场数据采集器和便携式数据表均采用双数据总线结构及与此相配套的微处理器[1-1]、[2-1]、存储器[1-6]、[2-2]和时钟[1-7]、[2-3]；数据采集器中的微处理器[1-1]之SCL、SDA端由两根数据总线分别与存储器[1-6]、时钟[1-7]和总线接口[1-8]的SCL、SDA端相并接，数据表中的微处理器[2-1]之SCL、SDA端由二根数据总线分别与存储器[2-2]、时钟[2-3]的SCL、SDA端相并接；现场的温度传感器[1-2]输出由导线直接接至数据采集器微处理器[1-1]的输入端。

2、根据权利要求1所述的埋地管道现场参数采集系统，其特征是所述的微处理器[1-1]、[2-1]、存储器[1-6]、[2-2]、时钟[1-7]、[2-3]采用具有4种以上寻址方式集成块。

3、根据权利要求1所述的埋地管道现场参数采集系统，其特征是数据表微处理器[2-1]的RB0、RB4、RB5端接有按键输入电路[2-5]，RA5、RB1、RD2、RD3、RD4、RD5端接有LCD显示电路[2-4]。