УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СБОРА И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ О СОСТОЯНИИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Полезная модель относится к микроэлектронике и предназначена для автоматизированного сбора и хранения данных о состоянии электрохимической защиты (ЭХЗ), применяемой для замедления скорости коррозии подземных стальных сооружений при помощи установок катодной защиты (УКЗ).
В настоящее время автоматизированный сбор данных о состоянии ЭХЗ осуществляется при помощи средств телемеханики с установок катодной защиты, оснащенных такими средствами, а хранение данных организуется средствами автоматизированных рабочих мест. Средствами телемеханики не оснащена значительная часть установок катодной защиты. Согласно нормативной документации технические осмотры, с записью в журнал, таких установок на линейных объектах вне зон высокой коррозионной опасности проводятся не реже, чем два раза в месяц, вместе с тем, информация о состоянии средств ЭХЗ в промежутках между техническими осмотрами отсутствует.
Для получения более детальной информации о состоянии УКЗ, не оснащенных средствами телемеханики, необходим автоматизированный сбор и хранение этой информации.
Известен измеритель-регистратор напряжения многоканальный ИР-1 «Менделеевец» ТУ 4318-009-24707490-2016 производства ЗАО «Производственная компания «Химсервис» имени А.А. Зорина».
Недостатком известного устройства является то, что в устройстве используется несъемная энергонезависимая память объемом 4 мегабайта, что ограничивает время записи регистрируемых параметров, при частоте записи 1 секунда, четырьмя сутками (~100 часов).
Наиболее близким к заявляемому является измеритель-регистратор напряжения трехканальный ИР-2М «Менделеевец» ТУ 28.99.39-048-24707490-2018 производства ЗАО «Производственная компания «Химсервис» имени А.А. Зорина», выбранный в качестве прототипа.
Недостатком известного устройства является то, что в устройстве используется несъемная энергонезависимая память объемом 16 мегабайт, что ограничивает время записи регистрируемых параметров, при частоте записи 1 секунда, шестнадцатью сутками (~ 400 часов).
Задачей полезной модели является автоматическая регистрация и хранение параметров состояния электрохимической защиты подземных стальных сооружений на УКЗ, не оснащенных средствами телемеханики, за период по меньшей мере 1 месяц.
Технический результат - детализация информации о состоянии электрохимической защиты подземных стальных сооружений.
Поставленная задача решается созданием специального устройства для автоматизированного сбора и хранения данных о состоянии электрохимической защиты подземных стальных сооружений, стационарно монтируемого на установке катодной защиты, неоснащенной средствами телемеханики.
Заявленное устройство автоматизированного сбора и хранения данных о состоянии электрохимической защиты поясняется с помощью:
фиг.1 - эскиз внешнего вида устройства;
фиг.2, 3 - электрическая принципиальная схема устройства;
фиг.4 - блок-схема алгоритма работы устройства.
Как показано на фиг.1, предлагаемое устройство (1) выполнено в виде прибора, все электронные компоненты которого заключены в корпусе (2). Корпус (2) имеет форму параллелепипеда с размерами 90×30×130 мм. На передней панели корпуса (2) находится тумблер включения записи (3) и кнопка считывания данных (4). На нижней части корпуса (2) расположены выход четырехжильного кабеля (5) для присоединения измерительных устройств (6) и источника питания постоянного тока напряжением 12 В (7), а также светодиодный индикатор (8) обмена данными с картой памяти (9) (см. фиг.3).
Как показано на фиг.2, в качестве управляющего электронно-вычислительного блока предлагаемого устройства (1) используется микроконтроллер «Atmega328p» (10). Для соединения микроконтроллера (10) с измерительными устройствами (6) по интерфейсу RS-485 используется преобразователь интерфейса UART TTL/RS-485 «MAX485» (11).
Как показано на фиг.3, для контроля времени используются часы реального времени на базе микросхемы DS3231 (12). Карта памяти (9) подключается к микроконтроллеру (10) (см. фиг.2) по интерфейсу SPI (12). Для соединения предлагаемого устройства (1) с компьютером или смартфоном по Bluetooth к последовательному порту (13) микроконтроллера (10) подключен Bluetooth-модуль HC-04 (15).
Для обеспечения необходимых функций устройства согласно алгоритму блок-схемы (см. фиг.4) написана программа для микроконтроллера (10).
Устройство автоматизированного сбора и хранения данных о состоянии электрохимической защиты работает следующим образом. Устройство (1) подключается к измерительному устройству (6) через порт интерфейса RS-485 и к источнику питания постоянного тока напряжением 12 В (7). Устройство (1) включается при подаче питания от источника питания постоянного тока напряжением 12 В (7). Для включения регистрации измерений тумблер включения записи (3) переводится в верхнее положение. Для считывания данных необходимо компьютером или смартфоном подключиться к устройству (1) по Bluetooth, отключить регистрацию измерений, переведя тумблер включения записи (3) в нижнее положение, при этом устройство (1) передаст сообщение об отключении регистрации измерений. Далее нужно нажать кнопку считывания данных (4), устройство передаст сообщение, содержащее сохраненные данные измерений.
Существенными отличительными признаками заявленного устройства автоматизированного сбора и хранения данных о состоянии электрохимической защиты являются
устройство предназначено для стационарной установки и постоянной работы на объекте регистрации данных;
для измерения параметров используется отдельное устройство или устройства, преобразующие значения измеренных физических величин в цифровые данные, считываемые устройством автоматизированного сбора и хранения данных посредством интерфейса RS-485, по протоколу Modbus RTU;
устройство сохраняет данные на съемную карту флэш-памяти типа microSD емкостью не менее 256 мегабайт;
устройство хранит данные за период по меньшей мере 1 месяц, при частоте регистрации один раз в секунду;
обмен компьютера или смартфона данными с устройством, для его настройки или считывания данных с его накопителя, происходит посредством терминала последовательного порта;
входящие в состав устройства элементы просты и имеют низкую стоимость.
Заявленные существенные отличительные признаки являются нам неизвестными из патентной и научно-технической информации и в соответствии с этим являются «новыми».
На заявленное устройство разработана электрическая принципиальная схема, написана программа для микроконтроллера и изготовлен опытный образец, который успешно прошел испытания на УКЗ №2 газоотвод «Великий Устюг» Приводинского ЛПУМГ ООО «Газпром трансгаз Ухта». В связи с этим заявленное нами устройство соответствует критерию «Промышленная применимость».
Заявленное устройство позволяет производить автоматическую регистрацию параметров состояния электрохимической защиты подземных стальных сооружений таких как выходная сила тока преобразователя, выходное напряжение преобразователя, защитные потенциалы защищаемого сооружения за период по меньшей мере 1 месяц при частоте записи 1 секунда.