一種網(wǎng)絡(luò)測控恒電位儀及恒電位儀網(wǎng)絡(luò)群控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及腐蝕與防護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)測控恒電位儀及恒電位儀網(wǎng)絡(luò)群控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]陰極保護是石油、石化行業(yè)油品運輸中保護儲罐和埋設(shè)于地下的鋼質(zhì)石油管道，有效抑制腐蝕的技術(shù)和重要手段。在儲罐和管道的腐蝕事故中，由于陰極保護不到位，導致儲罐和地下管道出現(xiàn)腐蝕泄露的情況非常多。一旦這些儲罐和管道，出現(xiàn)泄露，將造成嚴重的安全事故。在實際運行過程中，必須保證儲罐和管道對地的電位控制在給定電位的范圍內(nèi)，因此恒電位儀成為了陰極保護技術(shù)中必不可少的設(shè)備。
[0003]恒電位儀的工作原理是:將經(jīng)阻抗變換后的參比信號與給定電位加到比較放大器，在經(jīng)比較放大后，輸出與誤差成正比的信號。當恒電位儀處于自動工作狀態(tài)時該信號加到移相觸發(fā)器，移相觸發(fā)器則根據(jù)該信號電壓的大小，自動調(diào)整觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生時間，改變極化回路中可控硅的導通，從而改變輸出電流、電壓的大小，達到參比電位等于給定電位。這個信號傳遞過程，在恒電位儀自動工作狀態(tài)下應(yīng)不斷地進行。但是目前在對罐區(qū)儲罐和管道進行陰極保護的過程中，一般來說，在同一機房中需要安裝多個恒電位儀，而為了實現(xiàn)多個恒電位儀與遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)的相互通信，需要為每個恒電位儀單獨配備遠程數(shù)據(jù)測控裝置，且在每個遠程數(shù)據(jù)測控裝置中都需要設(shè)置獨立的GPS模塊、GPRS模塊、SM卡等，系統(tǒng)造價和通信服務(wù)費都非常高。
[0004]因此，解決目前多臺恒電位儀使用中存在的上述問題，尋求更為高效同時又能節(jié)約成本的工作模式，實現(xiàn)對運行中的恒電位儀的狀態(tài)進行遠程實時監(jiān)控，準確地獲得其中的各項參數(shù)值，并能進行遠距離的監(jiān)測和調(diào)控就成為本領(lǐng)域一大課題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型發(fā)明的目的:旨在提供一種網(wǎng)絡(luò)測控恒電位儀及恒電位儀網(wǎng)絡(luò)群控系統(tǒng)，以實現(xiàn)對運行中的普通恒電位儀的各項參數(shù)進行遠程實時監(jiān)測，同時發(fā)送信號至普通恒電位儀對其進行控制和調(diào)整。
[0006]本實用新型提供的這種網(wǎng)絡(luò)測控恒電位儀，包括一普通恒電位儀和一控制所述普通恒電位儀中的數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送的恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控裝置。
[0007]所述恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控裝置包括:一恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控器和一為所述恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控器供電的第一供電電源;具體來說，所述的第一供電電源1.1為12V的直流穩(wěn)壓電源。
[0008]所述恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控器包括:
[0009]第一中央處理器，用于對恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控器接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)進行處理；
[0010]信號隔離調(diào)理模塊，分別與所述第一中央處理器和普通恒電位儀連接，用于接收普通恒電位儀發(fā)送的參比信號、輸出電壓以及輸出電流并進行處理，再發(fā)送至第一中央處理器；
[0011]信號調(diào)理模塊，分別與所述第一中央處理器和普通恒電位儀連接，用于實現(xiàn)第一中央處理器對普通恒電位儀中超差報警信號的檢測；
[0012]繼電器控制模塊，分別與所述第一中央處理器和普通恒電位儀連接，用于實現(xiàn)普通恒電位儀的超差復位、斷電測量以及備機切換；
[0013]信號隔離放大模塊，分別與所述第一中央處理器和普通恒電位儀連接，對第一中央處理器中發(fā)送的給定信號進行處理并將處理后的給定信號發(fā)送至普通恒電位儀，以調(diào)整普通恒電位儀的給定電位；
[0014]第一網(wǎng)絡(luò)通信模塊，與所述第一中央處理器連接，用于實現(xiàn)所述恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控器與外界的通信；
[0015]第一復位模塊，與所述第一中央處理器連接，用于保護所述第一中央處理器;具體地為一型號為MCP1316-29的看門狗芯片。
[0016]第一電源轉(zhuǎn)換模塊，分別與所述第一中央處理器、信號隔離調(diào)理模塊、信號調(diào)理模塊、繼電器控制模塊、信號隔離放大模塊以及第一網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接，所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊用于將第一供電電源轉(zhuǎn)換為恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控器各個模塊所需電壓并為其進行供電。
[0017]所述第一網(wǎng)絡(luò)通信模塊中包括一型號為ENC28J60的以太網(wǎng)控制芯片和型號為HR911102A的網(wǎng)絡(luò)變壓器。
[0018]所述的第一中央處理器中包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中:
[0019]所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，與所述信號隔離放大模塊電連接，用于將所述第一中央處理器發(fā)送的給定信號轉(zhuǎn)換為模擬量，再經(jīng)過所述信號隔離放大模塊處理后發(fā)送至所述普通恒電位儀以調(diào)整其給定電位；
[0020]所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，與所述信號隔離調(diào)理模塊連接，用于接收構(gòu)成所述信號隔離調(diào)理模塊發(fā)送的所述參比信號、輸出電壓以及輸出電流并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以供所述第一中央處理器進行處理。
[0021]所述的信號隔離調(diào)理模塊，分別與所述第一中央處理器和普通恒電位儀連接，用于接收普通恒電位儀發(fā)送的參比信號、輸出電壓以及輸出電流并進行處理，再發(fā)送至第一中央處理器；
[0022]具體來說，所述信號隔離調(diào)理模塊包括三路信號隔離調(diào)理電路，其中:
[0023]第一路信號隔離調(diào)理電路，分別與所述普通恒電位儀和第一中央處理器連接，用于接收所述普通恒電位儀發(fā)送的參比信號并進行處理；
[0024]第二路信號隔離調(diào)理電路，分別與所述普通恒電位儀和第一中央處理器連接，用于接收所述普通恒電位儀發(fā)送的輸出電壓并進行處理；
[0025]第三路信號隔離調(diào)理電路，分別與所述普通恒電位儀和第一中央處理器連接，用于接收所述普通恒電位儀發(fā)送的輸出電流并進行處理。
[0026]其中:
[0027]所述第一路信號隔離調(diào)理電路中包括第一隔離變送器T1、第一分壓電阻辦、第二分壓電阻R2以及第一穩(wěn)壓管1，其中:
[0028]所述第一隔離變送器Tl的正輸入信號端和負輸入信號端分別與所述參比信號中的參比端和參比地端連接，正輸出信號端與第一分壓電阻R1的第一端連接，負輸出信號端接地;所述第一分壓電阻R1的第二端分別與所述第二分壓電阻R2的第一端、所述第一穩(wěn)壓管W1的負極所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的第零通道連接;所述第二分壓電阻R2的第二端和所述第一穩(wěn)壓管1的正極均接地。所述第一隔離變送器1^的型號為T5550D的有源高精度隔離變送器;第一穩(wěn)壓管1的型號為FHZ3V3LL-34。
[0029]所述第二路信號隔離調(diào)理電路中包括第二隔離變送器T2、第三分壓電阻R3、第四分壓電阻R4、第五分壓電阻R5、第六分壓電阻R6以及第二穩(wěn)壓管％，其中，所述第三分壓電阻R3的第一端與所述輸出電壓中的輸出電壓正極端連接，第二端分別與所述第四分壓電阻R4的第一端和所述第二隔離變送器的正輸入信號端連接，所述第四分壓電阻R4的第二端分別與所述輸出電壓中的輸出電壓負極端和所述第二隔離變送器!^的負輸入信號端連接;所述第五分壓電阻R5的第一端與所述第二隔離變送器T2的正輸出信號端連接，第二端分別與所述第六分壓電阻R6的第一端、所述第二穩(wěn)壓管％的負極以及所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的第一通道連接;所述第二隔離變送器的負輸出信號端、所述第六分壓電阻R6的第二端以及所述第二穩(wěn)壓管胃2的正極均接地。第二隔離變送器的型號為T5550D的有源高精度隔離變送器;第二穩(wěn)壓管的型號為FHZ3V3LL-34。
[0030]所述第三路信號隔離調(diào)理電路，具體包括一霍爾電流傳感器T3、第七分壓電阻R7、第八分壓電阻R8以及第三穩(wěn)壓管W3;其中，所述霍爾電流傳感器Τ3的正輸入信號端和負輸入信號端分別與所述輸出電流中的輸出電流正極端和輸出電流負極端連接，正輸出信號端與所述第七分壓電阻R7的第一端連接;所述第七分壓電阻R7的第二端分別與所述第八分壓電阻R8的第一端、所述第三穩(wěn)壓管W3的負極以及所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的第二通道連接;所述霍爾電流傳感器T3的負輸出信號端、所述第八分壓電阻R8的第二端以及所述第三穩(wěn)壓管W3的正極均接地?；魻栯娏鱾鞲衅鞯男吞枮镃S050LX;第三穩(wěn)壓管的型號為FHZ3V3LL-34。
[0031]所述的信號調(diào)理模塊，分別與所述第一中央處理器和普通恒電位儀連接，用于實現(xiàn)第一中央處理器對普通恒電位儀超差報警信號的檢測；
[0032]所述信號調(diào)理模塊中包括一上拉電阻R9和一下拉電阻R1Q，所述上拉電阻R9與普通恒電位儀中超差報警信號的第一端連接，所述下拉電阻R1Q與普通恒電位儀中超差報警信號的第二端連接；
[0033]當所述普通恒電位儀正常工作時，所述超差報警信號的第一端和第二端斷開；當所述普通恒電位儀發(fā)生超差報警時，所述超差報警信號的第一端和第二端閉合，以此實現(xiàn)所述第一中央處理器對所述普通恒電位儀中超差報警信號的檢測。
[0034]所述的繼電器控制模塊中包括:一繼電器驅(qū)動芯片，三個繼電器，以及三個限流二極管;其中，所述繼電器驅(qū)動芯片用于驅(qū)動繼電器工作;每個所述限流二極管分別并聯(lián)在與之對應(yīng)的繼電器的兩端，三個繼電器分別用于實現(xiàn)所述普通恒電位儀的超差復位、斷電測量以及備機切換。繼電器驅(qū)動芯片的型號為ULN2003A;繼電器的型號為HF3FF-012-1ZS;限流二極管的型號為1N4148。
[0035]所述的第一電源轉(zhuǎn)換模塊，分別與所述第一中央處理器、信號隔離調(diào)理模塊、信號調(diào)理模塊、繼電器控制模塊、信號隔離放大模塊以及第一網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接，所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊用于為恒電位儀網(wǎng)絡(luò)測控器各個模塊提供所需電壓。該第一電源轉(zhuǎn)換模塊中，具體包括三路電源轉(zhuǎn)換電路，其中，第一路電源轉(zhuǎn)換電路使用型號為LM2596-5的芯片將+12V電壓轉(zhuǎn)+5V電壓;第二路電源轉(zhuǎn)換電路使用型號為AMSl 117-3.3的芯片將+5V電壓轉(zhuǎn)+3.3V電壓;第三路電源轉(zhuǎn)換電路使用型號為LMC766(HMX的芯片將+5V電壓轉(zhuǎn)-5V電壓。
[0036]所述信號隔離放大模塊分別與所述第一中央處理器和普通恒電