GPRS DTU海工钢结构远程智能防腐监测系统

2022-01-06 11:54:30| 次| 0次

　　1、引言

　　海水是具有很强腐蚀性的电解质，海上钢结构处于海洋的腐蚀环境中，受到的破坏是非常大的。海洋环境的腐蚀问题是与海洋开发相伴而来的重要问题之一。全世界每年因腐蚀造成经济损失达6 000亿～12 000亿美元，占各国国民生产总值之和的2%～4%，是综合自然灾害(即地震、台风、水灾等)损失总和的6倍。由于海洋环境腐蚀的特殊性，造成的危害主要有：资源、材料和间接能源的巨大浪费;明显地缩短材料使用寿命;灾害性事故的隐患，可能会造成人身伤亡和巨大的经济损失;污染海洋环境。钢结构以其优良的物理、机械及施工性能，在海港工程中得到越来越广泛的应用，对海工钢结构腐蚀状况的监测，是保证海港工程正常作业、消除安全隐患、减少甚至杜绝事故的重要工作之一，因此显得十分重要。

　　腐蚀监测是海工钢结构防腐的重要组成部分，但长期以来并未得到足够重视。近年来，我国海上钢结构腐蚀问题日益突出，腐蚀带来的严重经济损失甚至安全事故使人们愈感棘手。当人们努力寻找防腐蚀有效途径时，腐蚀监测作为防腐的基础工作得到了人们的重视。海洋腐蚀是一个渐进的过程，常规检测由于在时间上的不连续性，会带来报警不及时的问题。只有连续的腐蚀状态自动监测才能从根本上解决这一问题。基于GPRS DTU的远程监控系统为解决这一问题提供了很大的帮助。

　　2、系统组成

　　随着无线通讯技术的发展，为腐蚀监测提供了有力的技术支持。通用分组无线业务(GPRS)是一种新型的数据传输技术，以国家公众移动网的GPRS业务为传输手段，大大的降低了系统的建网成本，而且可靠性高，网络覆盖范围广，布点方便，扩容简单，组网迅速，维护费用低廉。通过GPRS服务，数据采集终端设备可以借助手机无线通信网络接人主机，进行数据交换。如图1所示，基于GPRS的腐蚀监测系统主要由3部分组成：遥测站的数据采集终端、监控中心、GPRS传输网络。

　　2.1、系统功能及原理

　　GPRS智能远程遥测系统的作用原理是：监控中心的电脑通过无线通信模块，借助GPRS传输网络向数据采集终端的无线数传终端(DTU)下达读数指令。按照监控中心的指令，终端的无线数传终端DTU指示智能电位测量模块进行即时电位测量并将结果再通过GPRS传输网络传回监控中心。该系统的主要功能归纳起来有：①数据接收处理：实时接收遥测点钢管桩的保护电位并进行合理判断;②应答查询：定时或手动查询钢管桩的阴极保护情况;⑧数据库管理：原始、历史数据库的形成、检索、查询等;④数据输出：可通过显示器、打印机、绘图仪等设备输出电位统计图;⑤联网通讯：可实现多计算机通讯。系统在受到强烈电磁干扰时，能够自动恢复正常工作，减少用户的维护工作量。

　　2.2、监控中心

　　监控中心由无线数据收发模块和PC机两部分组成。无线模块为远方设备的监视、控制、远程抄表等应用提供数据传输通道。它既可以采用中国移动通信公司提供的GPRS网络进行数据传输，也可以采用短消息(SMS)的方式进行数据传输。用户可以根据实际情况选用GPRS通道或者SMS通道，并且可以随时在上述两通道间进行切换。

　　2.3、数据采集终端

　　数据采集终端根据需要安装于各测点，分别采集保护电位的信息。终端软件实现各模块的初始化、监控中心IP地址和端口设置、通讯任务、状态监测、数据处理等功能。程序采用模块化设计，由数据采集模块与无线模块两部分组成，两模块之间以RS232协议进行串行通信。数据采集模块对现场保护电位进行测量，并把测量结果传送到无线模块，再经由无线模块通过无线网络传送到数据处理中心。

　　主要硬件设备GPRS DTU：

　　工业级GSM/GPRS MODEM JY-MD：

　　工业级GSM/GPRS MODEM JY-MD，是一款基于移动GSM/GPRS网络平台，内嵌工业级GSM/GPRS无线模块的拨号上网设备。产品特别针对工业现场的复杂环境而设计,通过 RS-232或 RS-485接口. 使用简单的AT命令交互界面，这样用户面对的是基于串口通讯的 AT指令接口，可以完成端到端的可靠数据通信。

　　标准RS232或RS485接口;

　　(1)、支持标准的AT指令;

　　(2)、支持短消息、拨号方式进行数据传输;

　　(3)、工业级电源： DC7V~DC30V，内置电源反向保护;

　　(4)、工业级无线模块：内嵌德国西门子无线模块，抗干扰强，传输稳定;

　　(5)、金属外壳：采用金属外壳，防辐射，抗干扰;防雷设计;符合电力安规要求;

　　(6)、所有无线模块都有通过CGD认证或者FCC认证或者CE认证。

　　监控软件界面：

　　左侧设备列表显示出当前在线和离线设备的信息，当设备联网后，将从“离线设备列表”进入“在线设备列表”，设备长时间不在线将从“在线设备列表”进入“离线设备列表”;

　　右上角显示设备编号、用户名称、联系人、运行日期、系统服务到期日期、电话、传真、手机、地址、SIM卡号等信息;

　　左上角显示腐蚀状态指数;

　　窗口下面实时显示腐蚀状态指数等曲线;