[发明专利]一种基于PID模糊算法的埋地长输管线阴极保护装置

权利要求书

1.一种基于PID模糊算法的埋地长输管线阴极保护装置，包括埋在地下的金属管道、设置在金属管道两侧的阳极地床和参比电极，金属管道上设置有阴极接线点和零位接阴点，其特征在于：其结构中还包括主电源模块和控制器，控制器的输入端连接有数据采集模块和急停开关，控制器的输出端连接有PWM电源控制模块、故障报警模块、通信模块和显示模块，PWM电源控制模块的输出阳极和输出阴极通过导线分别连接至阳极地床和阴极接线点；数据采集模块包括土壤PH检测模块、土壤温度采集模块、用于检测埋地长输管线上电流的电流采集器以及用于采集参比电位的参比电位采集器，电流采集器和电位采集器均通过信号调理电路和AD转换模块连接至控制器的输入端，电位采集器通过外部信号线分别与参比电极和零位接阴点连接，土壤PH检测模块通过AD转换模块连接至控制器的输入端，土壤温度采集模块直接连接在控制器的输入端；所述控制器采用模糊自适应PID控制算法对检测到的参比电位值和系统设定电位值进行比对，进而控制PWM电源控制模块输出最优电压。

2.根据权利要求1所述的用于埋地长输管线的智能化阴极保护装置，其特征在于：所述阴极接线点位于每节金属管道的中点位置。

3.根据权利要求1所述的用于埋地长输管线的智能化阴极保护装置，其特征在于：所述主电源模块包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。

4.根据权利要求1所述的用于埋地长输管线的智能化阴极保护装置，其特征在于：所述PWM电源控制模块通过DA转换模块连接至控制器的输出端。

5.根据权利要求1所述的用于埋地长输管线的智能化阴极保护装置，其特征在于：独立可选的，所述控制器采用STM32F103系列芯片；独立可选的，PWM电源控制模块采用SG3525芯片；独立可选的，土壤温度采集模块采用DS18820温度传感器；独立可选的，土壤PH检测模块采用PH4502C测试模块；独立可选的，通信模块采用无线通信模块；独立可选的，显示模块采用LCD液晶显示器；独立可选的，阳极地床采用防腐锌块；独立可选的，参比电极采用硫酸铜参比电极。

6.根据权利要求1所述的用于埋地长输管线的智能化阴极保护装置，其特征在于：所述电流采集器采用霍尔传感器，将霍尔传感器串入由PWM电源控制模块的输出阳极、阳极地床、金属管道、阴极接线点以及PWM电源控制模块的输出阴极形成的回路中，电流从IN+端流入，从IN-端流出，霍尔传感器的霍尔效应使电流信号转化为电压信号，电压信号以线性方式产生，从7引脚VIOUT端可以测量转化出的电压信号，然后编程时通过数据转换处理，即可以在显示模块得到相应的被测电流值。

7.根据权利要求1所述的用于埋地长输管线的智能化阴极保护装置，其特征在于：所述模糊自适应PID控制算法是在PID算法的基础上，结合PH值和温度条件，以偏差值和偏差值变化率作为控制系统的输入变量，以PID算法的参数调节量为输出变量，利用模糊算法对PID中的参数进行实时调整，所述偏差值是指系统设定电位值减去参比电位值得到的差值。