恒电位仪数据处理装置、方法及阴极保护系统与流程

1.本发明涉及油气储运技术领域，尤其是涉及一种恒电位仪数据处理装置、方法及阴极保护系统。


背景技术：

2.油田开发后期集输系统改造与节能降耗是一项系统工程，既要有针对性地解决关键问题，又要较全面地把握和研究各系统环节技术的特点和规律。部分油田集输系统建设已投运多年，而油田集输系统中部分阴极保护系统的恒电位仪功能单一，尤其是油田站场、管道分散较广，无人值守阴极保护站是阴极保护系统的关键节点和短板，一旦发生故障不能够及时发现、处理，影响阴极保护效果，带来设备设施、管道腐蚀风险。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种恒电位仪数据处理装置、方法及阴极保护系统，可以为管道管理单位相关技术人员实时提供恒电位仪运行数据，及时发现并解决故障问题，优化管道阴极保护效果。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种恒电位仪数据处理装置，该装置包括：数据采集模块、显示模块、信号转换模块和网关模块；所述数据采集模块与恒电位仪电连接，用于获取所述恒电位仪的运行数据，并将所述运行数据发送至所述显示模块和信号转换模块；所述显示模块与所述数据采集模块电连接，用于接收并显示所述运行数据；所述信号转换模块与所述数据采集模块和所述网关模块分别电连接，用于接收所述运行数据，并将所述运行数据发送至所述网关模块；所述网关模块用于接收所述运行数据，并将所述运行数据发送至目标系统。
5.第二方面，本发明实施例还提供一种恒电位仪数据处理方法，该方法包括：数据采集模块获取所述恒电位仪的运行数据，并将所述运行数据发送至显示模块和信号转换模块；所述显示模块接收并显示所述运行数据；所述信号转换模块接收所述运行数据，并将所述运行数据发送至网关模块；所述网关模块接收所述运行数据，并将所述运行数据发送至目标系统。
6.第三方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述恒电位仪数据处理方法。
7.第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述恒电位仪数据处理方法的计算机程序。
8.第五方面，本发明实施例还提供一种阴极保护系统，该系统包括恒电位仪和上述恒电位仪数据处理装置。
9.本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种恒电位仪数据处理方案，该方案包括数据采集模块、显示模块、信号转换模块和网关模块，通过数据采集模块
与恒电位仪电连接，获取恒电位仪的运行数据，之后，将运行数据发送至显示模块和信号转换模块，显示模块与数据采集模块电连接，从而接收数据采集模块发送的运行数据，并显示该运行数据，信号转换模接收该运行数据，并将运行数据发送至网关模块，网关模块接收到运行数据之后，将运行数据发送至目标系统。本发明实施例可以实时采集、显示以及远传恒电位仪运行数据，以便技术人员及时发现恒电位仪故障，保证阴极保护效果，降低设备设施、管道腐蚀风险。
10.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
11.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本发明实施例提供的恒电位仪数据处理装置结构框图；
14.图2为本发明实施例提供的强制电流阴极保护系统示意图；
15.图3为本发明实施例提供的恒电位仪数据处理装置俯视图；
16.图4为本发明实施例提供的恒电位仪数据处理装置正视图；
17.图5为本发明实施例提供的恒电位仪数据处理装置原理图；
18.图6为本发明实施例提供的阴极保护系统结构示意图；
19.图7为本发明实施例提供的计算机设备结构框图。
20.图标：
21.10-数据采集模块；11-阳极接线单元；12-阴极接线单元；13-零位接阴接线单元；14-参比电极接线单元；20-显示模块；21-输出电压显示单元；22-输出电流显示单元；30-信号转换模块；40-网关模块；41-信号转发单元；70-变压整流器；71-整流器外壳；72-阳极电缆；73-零位线接线端；74-阴极接线端；75-交流输入端；76-参比电极；77-管道；78-辅助电极；79-焦炭渣；81-存储器；82-处理器；100-恒电位仪数据处理装置；200-恒电位仪；300-阴极保护系统。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.阴极保护系统由恒电位仪(整流器)提供保护电流，参见图2所示的强制电流阴极保护系统示意图，该系统中包括变压整流器70、整流器外壳71、阳极电缆72、零位线接线端
73、阴极接线端74、交流输入端75、参比电极76、管道77、辅助电极78和焦炭渣79。其中，恒电位仪有阳极线、阴极线、零位接阴线、参比电极线等四条接线，与辅助阳极、管道、长效参比电极共同构成强制电流阴极保护系统，恒电位仪主要参数有输出电压、输出电流和保护电位等参数。现有方案为了实时获取恒电位仪运行数据，需要将油田集输系统的阴极保护系统中恒电位仪进行置换，换成功能更加齐全的恒电位仪，而更换恒电位仪需要耗费大量的人力物力。
24.基于此，本发明实施例提供的一种恒电位仪数据处理装置、方法及阴极保护系统，可应用于油气储运领域，实现对油气集输、长输管道腐蚀防护管理(强制电流阴极保护系统)恒电位仪数据采集，在不改变现有阴极保护系统运行状况及设备的前提下，能够采集现有恒电位仪输出电压、输出电流、保护电位等数据，实现相关数据数字显示、并远传至指定系统。
25.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种恒电位仪数据处理装置进行详细介绍。
26.本发明实施例提供了一种恒电位仪数据处理装置，参见图1所示的恒电位仪数据处理装置结构框图，该装置包括：
27.数据采集模块10、显示模块20、信号转换模块30和网关模块40；数据采集模块与恒电位仪电连接，用于获取恒电位仪的运行数据，并将运行数据发送至显示模块和信号转换模块；显示模块与数据采集模块电连接，用于接收并显示运行数据；信号转换模块与数据采集模块和网关模块分别电连接，用于接收运行数据，并将运行数据发送至网关模块；网关模块用于接收运行数据，并将运行数据发送至目标系统。
28.在本发明实施例中，该装置可以设置为263*184*95mm的大小，可以安装在原有恒电位仪附近，例如安装在下方或侧方，不需要其他改造费用。该装置需220v稳定电源。该装置在不改变现有阴极保护系统运行状况及设备的前提下，通过数据采集模块与恒电位仪串联连接，采集恒电位仪输出电压、输出电流和保护电位等运行数据，通过显示模块实现恒电位仪输出电压、输出电流数字显示，以便于技术人员能够读取恒电位仪的运行数据，解决指针表显示不够精准的问题。由于数据采集模块采集到的是模拟信号，为了便于技术人员远程获取数据，信号转换模块将模拟信号进行转换，得到数字信号，发送给网关模块，之后，由网关模块将转化的数字信号发送至目标系统，实现恒电位仪运行数据的采集、显示和远传，以便于技术人员通过目标系统获取恒电位仪的运行数据，及时发现并解决恒电位仪的故障问题，提高集输系统中管道的阴极保护效果。
29.本发明实施例可以为分析恒电位仪数据、评价阴极保护系统有效性、提高阴极保护效果提供支撑，同时原有恒电位仪得到有效利用，节约设备更换成本，提升数字化、智能化管理水平。
30.本发明实施例提供了一种恒电位仪数据处理方案，该方案包括数据采集模块、显示模块、信号转换模块和网关模块，通过数据采集模块与恒电位仪电连接，获取恒电位仪的运行数据，之后，将运行数据发送至显示模块和信号转换模块，显示模块与数据采集模块电连接，从而接收数据采集模块发送的运行数据，并显示该运行数据，信号转换模接收该运行数据，并将运行数据发送至网关模块，网关模块接收到运行数据之后，将运行数据发送至目标系统。本发明实施例可以实时采集、显示以及远传恒电位仪运行数据，以便技术人员及时
发现恒电位仪故障，保证阴极保护效果，降低设备设施、管道腐蚀风险。
31.为了便于实现与恒电位仪的串联，数据采集模块包括阳极接线单元11、阴极接线单元12、零位接阴接线单元13和参比电极接线单元14。
32.参见图3所示的恒电位仪数据处理装置俯视图，阳极接线单元11、阴极接线单元12、零位接阴接线单元13和参比电极接线单元14依次设置在该装置的外壳顶部和底部，以便于与恒电位仪进行串联。
33.为了便于技术人员读取恒电位仪的运行数据，显示模块包括输出电压显示单元21和输出电流显示单元22。
34.在本发明实施例中，参见图4所示的恒电位仪数据处理装置正视图，显示模块可以设置在该装置的外壳上，包括电压显示单元21和输出电流显示单元22，从而可以便于技术人员读取不同类型的运行参数。
35.为了便于实现数据远传，信号转换模块包括接收单元、转换单元和发送单元；接收单元用于接收运行数据，并将运行数据发送至转换单元；转换单元用于将运行数据转换为数字信号数据，并将数字信号数据发送至发送单元；发送单元用于接收数字信号数据，并将数字信号数据发送至网关模块。
36.为了提升信息传递效率，网关模块包括信号转发单元41；信号转发单元与目标系统通信连接。
37.参见图3所示的恒电位仪数据处理装置俯视图，信号转发单元可以用天线实现，可以设置在该装置的外壳顶部。
38.为了丰富数据远传的适用场景，信号转发单元通过物联网与目标系统通信连接。
39.在本发明实施例中，数据远传采用昆仑海岸网关及物联网卡实现功能使用，从而提升数据远传的效率和稳定性。通讯协议可以根据实际需求进行选定，例如，具体可以通过modbus rtu(remote terminal unit，远程终端单元)或modbus tcp(transmission control protocol，传输控制协议)实现。本发明实施例对此不作具体限定。
40.为了丰富远传数据适用的区域，目标系统为服务器、地理信息系统和pis系统中的一种或几种的组合。
41.在本发明实施例中，目标系统可以根据实际需求进行设置，其中，例如，可以是地理信息系统(geographic information system，gis)、网上服务器和管道完整性管理系统(pipeline integrity management system，pis)中任意一种或者几种。
42.为了便于数据溯源分析，该装置还包括存储模块，用于存储运行数据。
43.在本发明实施例中，存储模块可以用于存储恒电位仪的历史运行数据，以便于技术人员根据历史运行数据对阴极保护过程进行分析。
44.本发明实施例提供了一种恒电位仪数据处理装置、方法及阴极保护系统，参见图5所示的恒电位仪数据处理装置原理图，该装置可以在不改变现有阴极保护系统运行状况及设备的前提下，按照设定的采集周期，采集阴极保护系统恒电位仪数据，发送至目标系统，为管道管理单位相关技术人员实时提供恒电位仪运行数据，及时发现并解决故障问题，提高管道阴极保护效果。
45.本发明实施例中还提供了一种恒电位仪数据处理方法，如下面的实施例所述。由于该方法解决问题的原理与恒电位仪数据处理装置相似，因此该方法的实施可以参见恒电
位仪数据处理装置的实施，重复之处不再赘述。该方法包括：
46.数据采集模块获取恒电位仪的运行数据，并将运行数据发送至显示模块和信号转换模块；显示模块接收并显示运行数据；信号转换模块接收运行数据，并将运行数据发送至网关模块；网关模块接收运行数据，并将运行数据发送至目标系统。
47.本发明实施例中还提供了一种阴极保护系统，如下面的实施例所述。由于该阴极保护系统解决问题的原理与恒电位仪数据处理装置相似，因此该系统的实施可以参见恒电位仪数据处理装置的实施，重复之处不再赘述。参见图6所示的阴极保护系统结构示意图，该阴极保护系统300包括恒电位仪200和上述任一种恒电位仪数据处理装置100。
48.在本发明实施例中，阴极保护系统由恒电位仪、长效参比电极、辅助阳极、连接导线、被保护结构(管道)等构成，恒电位仪数据采集、显示和远传装置需220v稳定电源，数据远传采用昆仑海岸网关及物联网卡实现功能使用。
49.本发明实施例还提供一种计算机设备，参见图7所示的计算机设备结构示意框图，该计算机设备包括存储器81、处理器82及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一种恒电位仪数据处理方法的步骤。
50.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的计算机设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
51.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述任一种恒电位仪数据处理方法的计算机程序。
52.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
53.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
54.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
55.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
56.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发
明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。