[发明专利]一种基于STM32单片机的埋地长输管道阴极保护装置

说明书

本发明公开了一种基于STM32单片机的埋地长输管道阴极保护装置，埋地长输管道旁边土壤中敷设有阳极地床和参比电极，埋地长输管道上设有阴极接线点，该装置包括上位机、主控模块、AD数据采集模块、DA控制模块、通信模块、存储模块、RTC模块、人机交互模块、电源模块、温度传感器。与现有技术相比，本发明主控模块通过AD数据采集模块采集输出电压、输出电流及参比电位，利用温度传感器采集管道温度，通过DA控制模块自动调节电源模块输出电压，极大程度地降低埋地管道腐蚀速率。

技术领域

本发明涉及埋地管道阴极保护装置技术领域，特别是一种基于STM32单片机的埋地长输管道阴极保护装置。

背景技术

埋地长输管道的腐蚀问题日益突出，给腐蚀控制工作带来极大挑战。参比电位是对埋地长输管道防腐保护的重要判断依据。通过阴极保护装置采集输出电压、输出电流，管道对地的参比电位，以及管道温度。根据采集记录数据可以有效地分析管道的被保护情况。

目前，现有技术中阴极保护电位的调节需要人工手动转动调压器手轮，改变输出电压，直至实际电压与给定电压一致，费时费力。

当然，现有技术中也有通过利用阴极保护法的阴极保护装置，减轻或避免腐蚀带来的危害。结构复杂，体积庞大，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种基于STM32单片机的埋地长输管道阴极保护装置。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种基于STM32单片机的埋地长输管道阴极保护装置，埋地长输管道旁边土壤中敷设有阳极地床和参比电极，埋地长输管道上设有阴极接线点和零位接阴点，该装置包括上位机、主控模块、AD数据采集模块、DA控制模块、通信模块、存储模块、RTC模块、人机交互模块、电源模块、温度传感器，其中：

所述电源模块，电源模块的输出阳极通过外部阳极电缆与阳极地床相接，电源模块的输出阴极通过外部阴极电缆与埋地长输管道上的阴极接线点相接；用于给埋地长输管道提供电源，通过外加电流法，给埋地长输管道提供阴极保护电流；

所述温度传感器，用于采集埋地长输管道的温度，温度传感器的信号输出端与主控模块的信号输入端连接；

所述主控模块，连接控制AD数据采集模块、DA控制模块、通信模块、存储模块、RTC模块、人机交互模块，用于处理采集到的输出电压、输出电流、参比电位、管道温度，并通过DA控制模块调节电源模块输出电压，调节直至实测参比电位与给定电位达到一致；

所述AD数据采集模块，AD数据采集模块的信号输入端内部与电源模块的输出端连接，通过外部信号线电缆分别与参比电极和零位接阴点连接，用于采集电源模块的输出电压和输出电流、埋地长输管道的参比电位，将采集到的数据传输至主控模块；

所述DA控制模块，DA控制模块的信号输出端与电源模块连接，用于输出0-5V的模拟电压信号，相应控制调节电源模块输出合适电压值；

所述通信模块，通信模块通过RS485总线和/或CAN总线与上位机连接，用于在主控模块与上位机之间远距离发送与接收数据；

所述上位机，用于设定阴极保护电位给定值，以及实时显示所测输出电压、输出电流、参比电位、管道温度动态数据；

所述存储模块，用于存储采集到的电源模块的输出电压和输出电流，埋地管道的参比电位、温度；

所述RTC模块，用于为存储模块在存储数据时提供时间；

所述人机交互模块，用于通过人机交互，设定工作状态和运行参数。

优选地，所述电源模块由EMI滤波、整流电路、PWM驱动电路、逆变电路、高频整流电路、滤波输出电路组成。