阴极保护电位采集管理系统
服务器JR-GPRS.CN
使用说明书
焦作市立博轻合金股份有限公司
公司地址：焦作市武陟县大虹桥乡工业园 联系电话：
第一章 系统功能介绍
1、 系统简介
1.1阴极保护电位采集系统集成了智能电位采集仪、恒电位仪和上位机管理软件、地理信息系统、数据库等，通过无线通信技术和互联网技术进行数据传输，实现运行管理单位各个部门对所辖输油输气管道、油气储罐、恒电位仪等装置的参数检测、设备控制等工作。
不同权限的管理人员，可以在中控室（包含：内网PC、手机IE浏览器、外网PC等）通过电子地图实时查看设备的位置、状态、周边环境、其他状况等信息；可以随时操控恒电位仪的运行数据等。
结合专家系统，可以对阴极保护的状态及故障进行诊断、分析并给出处理意见。
整个系统采用网络架构，部门领导可以同时在线查看整个系统的运行情况，对数据的查询可形成各种统计图表、报表等。
1.2本系统主要任务及目标：
1.2.1全线统一管理：
数据自动采集、设备监控、数据自动存储、数据查询、故障诊断、仪器远控等一体化管理系统。
1.2.2阴极保护状况分析：
将监控数据进行分析，诊断故障发生的原因以及给出相应的处理意见。
1.2.3设备远程监控：
对于不达标的阴极保护数据（如：储罐区、埋地管道、场站装置），通过远程控制命令，调整恒电位仪的运行参数使之达到要求。
控制调整智能电位采集仪的采集时间、采集密度，监控某区域的阴极保护电位情况。
控制分布式同步断路器，精确GPS校准时间，预约启动断电测试功能、预约结束断电测试功能，有效改造现有老仪器设备同步断电；控制管道腐蚀试片的断电测量。
1.2.4电位自动采集：
通过智能电位采集仪和恒电位仪的数据上传，长期连续监测实现数据积累，掌握阴极保护的状况和历史变化趋势。
1.2.5报警和故障位置查询：
监控系统自动分析全部上传的数据，当有异常时自动报警，并结合地理信息系统平台，及时准确的定位上传异常数据的设备位置，快速缩小故障范围。
2、 系统构成
2.1系统构成示意图
2.2服务器系统：（含终端设备） B/S结构
服务器软件构成：阴极保护在线监控系统 1套
服务器操作系统windows sever**** 1套
数据库SQLSever2008 1套
服务器硬件构成：服务器 1台
网络宽带（静态IP地址） 1条（GPRS通信）
终端管理构成：个人PC （windows系统）
个人手机IE （Android 系统）
2.3智能电位采集仪系统：（每个采集点配备一套采集仪）以下为单套配置
智能电位采集仪（JR-GPRS） 1台
长效参比电极（极化探头） 1只
测试桩（钢制、水泥） 1支
2.4恒电位仪阴保系统：（每个阴极保护间配置1~n台恒电位仪）
恒电位仪 n台
（RS-485通信接口，内网或GPRS通信）
2.5同步断电检测系统：（卫星校时、远程预约断电测试，内网或GPRS通信）
分布式同步断路器（JR-GPRS）1套
2.6其它设备：三路模拟采集转换器、RTU等采集装置
（电位0~-3V、电压0~100V、电流0~75mA转换成RS-485接口，内网或GPRS通信）
3、 系统原理及运行流程：
3.1系统原理：
在石油石化系统中，油气产品的管道运输、储罐储存等储运设备分布广泛，而且分支分区众多，即使同一管道的腐蚀状况也有所不同，给储运环节带来安全的隐患。
目前一般采用外加电流的阴极保护方式，但各处的保护电位值不尽相同，运营单位无法实时观察监测到阴极保护的效果，采用人力监测费时费力，周期长且监测数据不够准确，因而需要我们研发的阴极保护管理系统，对储运环节的各区段管道、储罐以及恒电位仪等阴极保护设备的运行数据进行监测、控制、调节等工作。
3.1.1系统集成设备：
管理系统包含：智能电位采集仪、恒电位仪、分布式同步断路器、其它设备。
（1）智能电位采集仪：使用微功耗电路，长寿命高性能锂离子电池供电，GPRS通信技术，防水型外壳，可采集各类参比电极、仪表、传感器的输出信号并通过GPRS或短消息远程传输数据，特别适用于不具备供电条件、环境恶劣的监测现场，广泛应用于石油、石化、管道、燃气、供水等腐蚀监测、阴极保护行业。（JR-GPRS）
产品特点
数据采集、传输一体化设计。
支持电池、太阳能、市电供电。
IP68防护等级，防水、防潮、防浸泡。
适应环境温度：-25℃~+55℃
支持串口、远程设置工作参数。
支持各家组态软件和用户自行开发软件系统。
产品功能
通信功能：支持GPRS；支持与多中心进行数据通信；支持定时 唤醒、实时在线两种工作模式。
采集功能：采集2路参比传感器电压（0~3.000V）信号。
智能电位采集仪应能在设定状态下，自动定时采集电位数据。智能采集仪内部自带时钟，时钟误差每24小时小于1秒，并在数据交换时自动校准功能。
对外供电功能：数据采集时可对外提供9V直流电源，为其它变送器供电。
防雷：在输入端口两端设有防雷电装置。防止管道上的雷电流损坏采集仪。
远程管理功能：支持远程参数设置、程序升级。
报警功能：监测数据越限，立即上报告警信息。
存储功能：本机循环存储监测数据，掉电不丢失。
技术参数
硬件配置： 6路AI、1路485。
智能电位采集仪接串口设备时，RS232最多可以采集一个串口设备的14个量；RS485可以接多个串口设备，但总共可以采集14个量。
接线端子（含扩展端子）：＞10mm²防水。
高阻抗输入端口：＞2MΩ。
电位采集误差：＜±10mV。
抗干扰：输入端口在＜30V 的交流干扰电压下正常工作，并符合采集误差要求。
采集仪绝缘电阻：＞10MΩ（外壳与内部电路之间）
时钟误差：1s/24h。
通信误码：≤10-6。
存储容量：16M。
供电电源：电池供电：6-9V DC；太阳能或市电供电：12V DC。
电池寿命：＞5年（每日采集发送一次数据）。
功 耗：休眠电流≤20uA/9V；
采集电流≤5mA/9V；
发送平均电流≤50mA/9V。
安装方式：埋地式、壁挂式。
（2）恒电位仪：参照参比电极传感器的反馈信号，调整恒电位仪整流元件，将交流电整流控制及滤波后，输出到管道或储罐，使之达到保护的目的。
在一个阴极保护间内有一台或多台恒电位仪设备，每台恒电位仪均有RS-485通信接口，具有标准MODBUS协议，独立的ID地址，可以接受广播指令。
远传远控内容：运行状态、运行模式、运行参数（输出：电位值、电压值电流值）、报警信息、参数设置、预约同步通断电测试等等。（见详细通信点表）。
（3）分布式同步断路器：是将陈旧恒电位仪增加一套有卫星校时同步通断控制的装置，接受上位机预约指令，精准时刻同步断电测试。
其装置含有RS-485通信接口，具有标准MODBUS协议，独立的ID地址，可以接受广播指令。
（4）其它设备：三路模拟采集转换器、RTU等采集装置
将电位0~-3V、电压0~100V、电流0~75mA转换成RS-485接口，内网或GPRS通信，上传到上位机服务器。
第二章 系统主要功能
阴极保护在线监控专家系统结合GPRS技术、无线通讯技术和数据库技术，实现了被保护体及其附属设施的维护、终端设备的远程监控和遥控、图形化的管理、数据的查询与分析以及对出现的故障进行诊断等功能。在线监控专家系统的主界面如下图，从界面中可以直观的查看管道的走向、设备的位置以及异常检测点的特殊显示，从而有利于及时掌握阴极保护的运行情况。
(主界面图)
其主要功能包括：地理信息维护、系统管理、设备设施管理、专家系统诊断、远程控制、等功能。
(1) 地理信息和属性信息的维护
地理信息包括地图的基本操作（地图的缩放、平移、图元的查询、选择、鼠标测距等功能），管道的绘制、监测设备添加、移动等功能。
(2) 系统管理
通过该功能可实现对操作员的管理、字典表的维护等。
(3) 设备设施管理
系统中提供了采集仪及恒电位仪管理、其他设施管理以及设备运行历史数据查询等运行情况。
(4) 专家系统诊断
系统内部集成的阴极保护专家系统，能够在充分利用监控数据的基础上，有效地对阴极保护运行过程中出现的问题进行诊断，并给出故障发生的原因和相应的处理意见，从而给故障排查和维修提供了依据，提高了科学性和准确性。
(5) 远程控制
通过该功能可实现对智能电位采集仪和恒电位仪进行远程参数设置。
第三章 系统详细说明
3.1系统登录
本系统使用IE浏览器做参考
首先，进入IE浏览器首页，输入jr-gprs.cn
登录界面是系统的入口，输入用户名、密码登录，登录界面如下图：
系统登录后，显示的主界面如下图：
本系统是以地理信息管理平台作为主界面，系统提供了对地图的基本操作、设备的维护、设备信息和设备记录的查询等功能。
（1）地图基本操作
基本操作包括地图的拖动、缩放、平移、设置初始地点及鼠标测距。
缩放：可通过滑动鼠标中键、缩放比例尺（图1）、在地图上单击鼠标右键（图二），实现对某区域的缩小放大操作；
（图1） （图二）
平移：单击左键拖动地图或使用缩放比例尺实现地图移动；
设置初始地点：在地图上单击鼠标右键设置初始地点；
鼠标测距：点击界面右上角的使用鼠标测距按钮，单击确定起点，双击确定终点；
（2）设备信息维护
设备信息维护包括采集仪、恒电位仪、储罐、管道、场站的添加、修改、删除，通过画点、画圆、折线、矩形、多边形选择可以确认和调整采集仪、恒电位仪、监控点的地理位置。
添加操作分为4中类型，分别是：点、线、圆、面。采集仪和恒电位仪属于点类型；管道属于线类型；储罐属于圆类型；场站属于面类型。在不同的图元设施添加时，需要按照不同的类型进行添加。添加时应点击工具栏上相应的类型图标，在地图中选择要添加的位置进行点击，即可完成地图操作，地图操作完成后会自动显示设备设施的属性信息供用户填写。添加功能对应工具栏中的图标：
画点：点击画点图标，光标显示为十字形后，点击需要画点的位置，然后选择要添加的设备（采集仪），再输入设备的信息点击立即提交即可，系统会实时监测电位、交流干扰电压、电源电压，操作界面如下图：
（设备的增加）
设备的修改：单击所绘制的点，系统页面会显示设备信息，单击详细信息可修改设备详细信息，修改后点击立即提交即可，操作界面如下图；
（设备的修改）
设备删除、设置数据名称、设置报警参数、设置数据倍数：将光标放在绘制的点上，单击鼠标右键即可实现，操作界面如下图；
（设备的删除）
画圆：点击画圆图标，光标显示为十字形后，在需要添加的区域进行画圆，然后输入设备等级、物体实名及其他必要信息即可，操作界面如下图：
（储罐的增加）
储罐的修改及删除：单击所绘制的区域，系统页面会显示储罐信息，单击详细信息可修改储罐详细信息，修改后点击立即提交即可，操作界面如下图：
（储罐的修改）
将光标放在绘制的圆上，单击鼠标右键，页面出现“删除”框，点击删除即可完成删除设备操作，操作界面如下图：
（储罐的删除）
折线：点击折线图标，光标显示为十字形后，单击鼠标开始绘制管道，双击鼠标结束绘制，然后输入设备等级、物体实名及其他必要信息即可，添加完成后系统会根据比例尺自动计算添加管道的长度，操作界面如下图：
（管道的增加）
管道的修改及删除：点击所绘制的线，系统页面会显示管道信息，单击详细信息可修改管道详细信息，修改后点击立即提交即可，操作界面如下图：
（管道的修改）
将光标放在绘制的线上，单击鼠标右键，页面出现“删除”框，点击删除即可完成删除设备操作，操作界面如下图：
（管道的删除）
多边形选择和矩形选择：通过在地图中绘制多边形或矩形选择其区域内的图元,然后输入设备等级、物体实名及其他必要信息即可，操作界面如下图:
场站信息的修改及删除：点击所绘制的多边形或矩形，系统页面会显示场站信息，点击详细信息可修改场站详细信息，修改后点击立即提交即可，操作界面如下图：
（场站信息的修改）
将光标放在绘制的图形，单击鼠标右键，页面出现“删除”框，点击删除即可完成删除设备操作，操作界面如下图：
（场站的删除）
3.2系统管理
3 .2.1 用户管理
可实现管理用户的增加、修改和删除的功能，同时可以设置用户等级、用户类型和权限，浏览界面如下图：
增加界面和编辑页面如下图所示，信息维护好后，点击立即提交即可。
设置权限及删除用户页面如下图所示，信息维护好后，点击立即提交即可。
3 .2.2 字典管理
3 .2.3 个人信息
可查看个人信息及进行密码修改操作，操作界面如下：
3.3设备管理
3.3.1采集仪及恒电位仪管理
该功能记录了历史添加的设备信息，可查看历史数据，修改设备资料，也可输入关键字进行查询，操作界面如下：
点击“查看历史数据”按钮即可查询该设备的历史数据，可查看该设备数据的折线图，也可将数据导出EXCEL，操作如下：
3.3.2其他设施管理
该功能可查看历史添加的其他设施（储罐、管道、场站等）信息，并进行修改，操作界面如下：
点击“查看”按钮进行设备信息修改如下图,信息维护好后，点击立即提交即可。
3.3.3采集仪历史数据查询
该功能实现了历史添加采集仪的数据上传，输入要查询的SIM卡号，点击查询，即可查看数据上报时间、电源电压、SIM卡信号质量，可查看该设备数据的折线图，也可将数据导出EXCEL，操作如下：
3.3.4恒电位仪历史数据查询
3.4专家系统
3.4.1故障排查及典型案例
该功能可查看发生故障设备的描述、解决方式等，操作如下：
3.4.2系统百科
该功能可查看专业名词的解释，也可进行新建百科、修改百科、删除百科操作，如下图：
新建百科：点击“新建百科”，输入百科名、备注点击确定即可。
