摘要：設(shè)計(jì)了單片機(jī)控制系統(tǒng)，用神經(jīng)模糊自適應(yīng)控制方法和風(fēng)光電互補(bǔ)的供電模式，對(duì)埋地鋼質(zhì)管道實(shí)行網(wǎng)絡(luò)式檢測與防腐一體化。論述了風(fēng)光電互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和功能、軟件設(shè)計(jì)、控制算法。
關(guān)鍵詞：埋地鋼質(zhì)管道；風(fēng)光電互補(bǔ)；網(wǎng)絡(luò)式防腐；自適應(yīng)控制；陰極保護(hù)；雜散電流；排流：檢測與防腐一體化
Study on Wind-solar-electricity Hybrid Anti-corrosion System for Buried Steel Pipeline
LIU Qilong，LI Longjiang，TAO Wenliang，YANG Gang，HUANG Fuhui
Abstract：The single chip microcomputer control system is designed，and the detection and anticorrosion of buried steel pipeline is integrated using neuro-fuzzy self-adaptive control method and wind-sorlar-electricity hybrid mode.The hardware structure and function，software design and control algorithm for wind-solar-electricity hybrid anti-corrosion system are described.
Key words：buried steel pipeline；wind-solar-electricity hybrid；networking anti-corrosion；self-adaptive control；cathode protection；stray current；electrical drainage；detection and anti-corrosion integration
1 概述
我國已建成投入運(yùn)營長輸油氣管道6.2×104km，海底管道逾3000km。這些鋼質(zhì)管道敷設(shè)在地下，與地鐵、輕軌、電纜等縱橫交錯(cuò)，數(shù)量多，環(huán)境復(fù)雜。引起管道失效泄漏的主要表現(xiàn)形式為腐蝕穿孔，管道一旦失效將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。我國大部分鋼質(zhì)管道處于埋設(shè)15年以上的高風(fēng)險(xiǎn)期，面臨著腐蝕防護(hù)的難題。傳統(tǒng)的防腐方法主要有涂層防腐、排流保護(hù)、犧牲陽極陰極保護(hù)、強(qiáng)制電流陰極保護(hù)、陽極保護(hù)等[1～5]。
對(duì)于埋地鋼質(zhì)管道，防腐涂層容易在運(yùn)輸和安裝的過程中受到損害。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在防腐涂層破損處，管道呈陽極區(qū)，其腐蝕速率比其他區(qū)域大得多，因此，防腐涂層只能部分緩解腐蝕。
雜散電流是指在設(shè)計(jì)或規(guī)定回路以外流動(dòng)的電流[6]，管道雜散電流是指外界非規(guī)定流動(dòng)的電流，經(jīng)過土壤流進(jìn)管道一側(cè)，然后從管道另一側(cè)流出。電流從土壤進(jìn)入金屬管道的地方帶有負(fù)電，流入?yún)^(qū)域稱為管道陰極區(qū)。在陰極區(qū)如果管地電位過負(fù)，比-1350mV更負(fù)時(shí)，管道表面會(huì)析出大量氫，造成防腐層破壞和脫落，從而加劇陰極區(qū)的腐蝕破壞。當(dāng)雜散電流由管道的某一點(diǎn)流出時(shí)，管道帶正電，這一區(qū)域稱為管道陽極區(qū)。在陽極區(qū)如果管地電位過正，大于-850mV時(shí)，鋼管以鐵離子的形式溶入周圍介質(zhì)中，因此陽極區(qū)的管道受到嚴(yán)重腐蝕[7]。目前雜散電流常用的測試技術(shù)包括檢查片腐蝕監(jiān)測法、管地電位正向偏移法、管地電位連續(xù)監(jiān)測法、雜散電流干擾探針測試法、地電位梯度檢測法、SCM智能雜散電流測繪儀等[8～12]。傳統(tǒng)的方法為“點(diǎn)”檢測或“線”檢測，“面”檢測剛剛起步[13]。排除雜散電流的方法有直接排流法和引流法，這些方法往往會(huì)產(chǎn)生新的雜散電流，從而使管道周圍的金屬構(gòu)筑物加劇腐蝕破壞，造成二次腐蝕。
基于上述因素，本文提出一種全新的埋地鋼質(zhì)管道防腐方法，用風(fēng)光電互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)(以下簡稱防腐系統(tǒng))，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)短信平臺(tái)，使防腐系統(tǒng)和公司主機(jī)有機(jī)結(jié)合起來，全面解決埋地鋼質(zhì)管道的防腐問題。
2 風(fēng)光電互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
鋼質(zhì)管道風(fēng)光電互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)高效節(jié)能地對(duì)鋼質(zhì)管道進(jìn)行保護(hù)，使管道受環(huán)境的腐蝕降低到最低程度，使用風(fēng)光電互補(bǔ)供電方式，主要實(shí)現(xiàn)10m內(nèi)風(fēng)光電網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)與筆記本電腦自由通信，筆記本電腦接收系統(tǒng)發(fā)出的狀態(tài)數(shù)據(jù)、管道腐蝕種類識(shí)別與雜散電流自動(dòng)面檢測[13]，雜散電流排流和陰極保護(hù)一體化防腐，與公司上位機(jī)間實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)短信發(fā)送，驅(qū)動(dòng)柔性陽極，操作顯示一體化等。
2.1 各功能模塊硬件設(shè)計(jì)及主要功能
為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分功能，設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心控制模塊的防腐系統(tǒng)，分為9個(gè)功能模塊，分別為單片機(jī)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、野外監(jiān)控模塊、顯示模塊、一體化防腐模塊、無線檢測和短信模塊、風(fēng)光電互補(bǔ)電源模塊、時(shí)鐘模塊、按鍵模塊。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)見圖1。
① 單片機(jī)模塊：單片機(jī)模塊采用性能優(yōu)越的飛思卡爾公司提供的MC9S12XS128MAA單片機(jī)芯片，80管腳LQFP貼片封裝。其特點(diǎn)為自帶12位模數(shù)轉(zhuǎn)換，自帶看門狗電路，導(dǎo)電類型為雙極型，工作溫度為-40～80℃，并能在潮濕的環(huán)境下工作。單片機(jī)模塊是系統(tǒng)的核心模塊，主要協(xié)調(diào)和驅(qū)動(dòng)各個(gè)模塊的工作。
② 數(shù)據(jù)采集模塊：主要實(shí)現(xiàn)腐蝕識(shí)別的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集方法為五點(diǎn)面檢測法[13]，主要數(shù)據(jù)有管道的陰陽極狀態(tài)、管道上流過的微小雜散電流、管地電位和地電位梯度。
③ 野外監(jiān)控模塊：野外監(jiān)控模塊由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)攝像頭，增配微波感應(yīng)探頭，可以對(duì)防腐設(shè)備周圍20m2的范圍進(jìn)行探測，并通過無線檢測和短信模塊以短信方式傳送圖片到公司的上位機(jī)電腦，其主要目的是監(jiān)控管道周圍是否有非法開挖、盜管、偷氣等現(xiàn)象發(fā)生，可實(shí)現(xiàn)夜間監(jiān)控，解決埋地鋼質(zhì)管道夜間巡查難的問題，提高連續(xù)監(jiān)測的效率。
④ 顯示模塊：顯示模塊選用221.4mm×124.5mm壓電式觸摸液晶顯示屏，主要顯示數(shù)據(jù)采集過程的狀態(tài)值和最終處理值，并實(shí)現(xiàn)人性化的觸摸動(dòng)作指令。其顯示任務(wù)有顯示管道的陰陽極、管道與金屬構(gòu)筑物的電位、管道流動(dòng)的微電流、管地電位和地電位梯度、自動(dòng)排流的狀態(tài)數(shù)據(jù)、管地電位-時(shí)間曲線、交流電位-時(shí)間曲線、雜散電流方向、無線發(fā)送短信狀態(tài)、顯示幫助等。顯示分為4個(gè)區(qū)域，左上角顯示各功能模塊的原理及原理圖，右上區(qū)域顯示設(shè)置值和狀態(tài)值，左下區(qū)域?yàn)轱@示內(nèi)容選單，右下區(qū)域?yàn)殒I盤。顯示內(nèi)容示例見圖2。
⑤ 一體化防腐模塊：一體化防腐模塊主要由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的防腐電路組成，為腐蝕情況檢測與防腐一體化硬件設(shè)備。當(dāng)數(shù)據(jù)采集模塊采集的管地電位不在[-1350mV，-850mV]區(qū)間，系統(tǒng)自動(dòng)判斷鋼質(zhì)管道屬于哪種腐蝕，并啟動(dòng)強(qiáng)制電流保護(hù)系統(tǒng)。若管道受到雜散電流腐蝕，則啟動(dòng)強(qiáng)制電流雜散電流排流；若管道不受雜散電流腐蝕，則啟動(dòng)柔性陽極強(qiáng)制電流陰極保護(hù)。
⑥ 無線檢測和短信模塊：無線檢測和短信模塊選用GSM無線收發(fā)模塊，無線收發(fā)模塊有發(fā)送端和接收端，發(fā)送端和單片機(jī)相連接，接收端和上位機(jī)連接，上位機(jī)設(shè)計(jì)有接收軟件。無線檢測和短信模塊主要實(shí)現(xiàn)與筆記本電腦進(jìn)行10m距離內(nèi)數(shù)據(jù)檢測狀態(tài)傳輸、無線進(jìn)行防腐系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和用短信的形式傳送防腐狀態(tài)數(shù)據(jù)，傳送數(shù)據(jù)用相應(yīng)的上位機(jī)軟件處理。短信發(fā)送要求實(shí)現(xiàn)每24 h給公司監(jiān)控主機(jī)發(fā)送1次，發(fā)送的內(nèi)容為管道腐蝕檢測和防腐的狀態(tài)數(shù)據(jù)、發(fā)送始端機(jī)號(hào)、故障報(bào)告等。
⑦ 風(fēng)光電互補(bǔ)電源模塊：系統(tǒng)的供能方式是風(fēng)光電互補(bǔ)電源(民用220V交流電源、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電電源兩種電源相互補(bǔ)充供電)，電源模塊經(jīng)過逆變器進(jìn)行逆變，升壓電路進(jìn)行升壓并儲(chǔ)存，雙通路濾波、整流和變壓，最終達(dá)到各個(gè)單元模塊的用電要求。風(fēng)光電互補(bǔ)供電模塊含有電源模塊控制器，其作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。電源模塊控制器核心控制為單片機(jī)控制，對(duì)電源電壓進(jìn)行檢測，優(yōu)選電源為風(fēng)光互補(bǔ)電源，當(dāng)風(fēng)光互補(bǔ)電源供能欠缺時(shí)，再自動(dòng)啟動(dòng)民用220V交流電源作為補(bǔ)充。
⑥ 時(shí)鐘模塊：時(shí)鐘模塊主要實(shí)現(xiàn)腐蝕狀況循環(huán)檢測計(jì)時(shí)及一體化防腐計(jì)時(shí)。
⑨ 按鍵模塊：按鍵模塊有檢測周期設(shè)定按鈕、系統(tǒng)啟停按鈕、排流電流設(shè)置按鈕、手動(dòng)排流和自動(dòng)排流操作按鈕。
2.2 防腐系統(tǒng)外圍設(shè)備設(shè)計(jì)及安裝運(yùn)行
埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)光電互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)一般在野外工作，系統(tǒng)設(shè)有防雷器。系統(tǒng)各個(gè)模塊的電子元件設(shè)備設(shè)在控制箱體內(nèi)，即單片機(jī)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、時(shí)鐘模塊、按鍵模塊、一體化防腐模塊、無線檢測和短信模塊放置在箱體里，野外監(jiān)控模塊和風(fēng)光電互補(bǔ)電源模塊在箱體外部，模塊間通過電路連接，箱體設(shè)置電磁屏蔽和防水裝置。系統(tǒng)設(shè)計(jì)有升級(jí)口和程序?qū)懭肟?。接線口要求用標(biāo)準(zhǔn)接線口，方便接線。系統(tǒng)有通風(fēng)設(shè)計(jì)，控制箱體壁面有兩個(gè)小型風(fēng)扇，為保證系統(tǒng)長時(shí)間工作，設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，當(dāng)溫度高于30℃時(shí)啟動(dòng)風(fēng)扇。系統(tǒng)的各個(gè)主要部件的設(shè)計(jì)要求模塊化，設(shè)計(jì)壽命為20年，若有損壞，要求更換方便。
為操作簡單化和防止人為破壞，每臺(tái)鋼質(zhì)管道風(fēng)光電互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)安裝在高度為7m的鋼質(zhì)支撐桿上，距地面不得低于5m，其安裝實(shí)物用見圖3。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能帆板的功率選取要根據(jù)安裝地的風(fēng)力條件、光照條件和具體的防腐電流來確定。鋼質(zhì)管道風(fēng)光電互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能帆板發(fā)電，通過蓄電池儲(chǔ)存電能，并接通輔助市電電源，組成風(fēng)光電互補(bǔ)電池儲(chǔ)模塊，給防腐系統(tǒng)供電。防腐系統(tǒng)啟動(dòng)后，自動(dòng)檢測鋼質(zhì)管道的腐蝕情況，并啟動(dòng)軟件決策系統(tǒng)，對(duì)鋼質(zhì)管道進(jìn)行防腐蝕保護(hù)。防腐系統(tǒng)的無線檢測和短信模塊把數(shù)據(jù)傳輸給10m內(nèi)支撐桿下的筆記本電腦。同時(shí)每24h實(shí)時(shí)發(fā)送1次狀態(tài)數(shù)據(jù)給公司電腦或防腐主管部門。筆記本電腦的上位機(jī)軟件可以設(shè)置防腐系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)，對(duì)每個(gè)防腐系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和更改參數(shù)。
3 防腐系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
鋼質(zhì)管道風(fēng)光電互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)軟件主要有硬件驅(qū)動(dòng)程序軟件、上位機(jī)短信和數(shù)據(jù)接收軟件、10m距離防腐系統(tǒng)與筆記本電腦自由通信軟件。硬件驅(qū)動(dòng)程序軟件用KeilC51開發(fā)系統(tǒng)，編制程序使單片機(jī)驅(qū)動(dòng)各個(gè)模塊正常工作。
上位機(jī)短信和數(shù)據(jù)接收軟件用Visual Basic 6.0開發(fā)軟件，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和單片機(jī)控制的無線檢測和短信模塊通信。上位機(jī)能夠接收防腐系統(tǒng)無線檢測和短信模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，能夠升級(jí)，能夠顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，能夠處理檢測數(shù)據(jù)和防腐實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，能繪制管地電位-時(shí)間曲線和管地電位-距離曲線，進(jìn)行交流雜散電流電壓分布分析，雜散電流的大小、方向、類型的判斷分析。每次處理內(nèi)容都自動(dòng)按時(shí)間順序保存文件，保存歷史檢測數(shù)據(jù)。并提供打印接口，和打印機(jī)相連打印狀態(tài)數(shù)據(jù)或處理數(shù)據(jù)。上位機(jī)一般為IBM服務(wù)器，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫軟件處理系統(tǒng)，一臺(tái)上位機(jī)能夠同時(shí)處理50個(gè)以上的防腐系統(tǒng)發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并能進(jìn)行長期的跟蹤分析，保存2年歷史數(shù)據(jù)，生成腐蝕狀況檢測報(bào)表和防腐狀態(tài)報(bào)表、每個(gè)防腐系統(tǒng)的功耗報(bào)表等。并能進(jìn)行每臺(tái)防腐系統(tǒng)的故障報(bào)警，保存歷史數(shù)據(jù)并能實(shí)現(xiàn)繪圖和打印。10m距離防腐系統(tǒng)與筆記本電腦自由通信軟件同樣用Visual Basic 6.0開發(fā)軟件，軟件有人性化界面，有強(qiáng)大的后臺(tái)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)防腐系統(tǒng)和筆記本電腦自由通信并實(shí)現(xiàn)無線指令控制。一方面，在10m范圍內(nèi)，筆記本電腦可以接收防腐系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并分析狀態(tài)數(shù)據(jù)，檢查測試防腐系統(tǒng)的各個(gè)模塊功能；另一方面，筆記本電腦可以給防腐系統(tǒng)發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)防腐系統(tǒng)的啟停，設(shè)置防腐系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)(數(shù)據(jù)采集頻率、防腐電流設(shè)定)等。這樣工作人員在野外操作時(shí)簡單快捷，用筆記本電腦就可實(shí)現(xiàn)防腐系統(tǒng)的檢修及維護(hù)，不用攀爬，降低風(fēng)險(xiǎn)。
4 控制算法
埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)光電網(wǎng)絡(luò)式防腐系統(tǒng)的控制算法為神經(jīng)模糊自適應(yīng)智能控制。定義管地電位的檢測值為5個(gè)區(qū)間，根據(jù)其對(duì)管道腐蝕的影響程度，其值劃分為優(yōu)、良、中、差、劣5個(gè)區(qū)間，用高斯隸屬度函數(shù)來表征管地電位對(duì)管道的腐蝕影響，其表達(dá)式見式(1)。
式中μ(u)——隸屬度函數(shù)
u——管地電位檢測值
a——隸屬函數(shù)的中心
σ——隸屬函數(shù)的寬度
通過實(shí)驗(yàn)研究可知，對(duì)于管地電位檢測值U，不同的區(qū)間對(duì)管道的腐蝕影響不一樣。當(dāng)管地電位從-850mV向正的方向偏移時(shí)，管道被腐蝕；當(dāng)管地電位從-1350mV向負(fù)的方向偏移時(shí)，在陰極區(qū)將發(fā)生析氫反應(yīng)，對(duì)管道的防腐涂層起剝離作用；在區(qū)間(-1350mV，-850mV)時(shí)管地電位達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)管道的腐蝕影響為最小，對(duì)防腐涂層的影響作用也最小，定義此區(qū)間的管地電位值為優(yōu)；在(-850mV，-630mV)區(qū)間，管道有輕微的腐蝕作用；在(-1550mV，-1350mV)區(qū)間，管道的陰極區(qū)將發(fā)生析氫反應(yīng)，對(duì)管道防腐涂層有輕微的剝離作用，此時(shí)定義管道的腐蝕影響是良。如此類推，管地電位全部的區(qū)間影響程度見表1。
定義管地電位檢測偏差為E，偏差變化率為dE/dt(t為時(shí)間)。當(dāng)偏差變化率小時(shí)，管地電位的值隨著時(shí)間的變化不大，對(duì)管道的影響小，防腐電流也小；當(dāng)偏差變化率大時(shí)，管道受到很大的交變電場的作用，且不穩(wěn)定，這對(duì)管道的腐蝕影響非常嚴(yán)重，防腐電流就要求大。把輸入域分為負(fù)大(NB)、負(fù)中(NM)、負(fù)小(NL)、零(ZO)、正小(PL)、正中(PM)、正大(PB)，輸出值為防腐電流信號(hào)Ip，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和模糊合成，用MATLAB7.0軟件的模糊推理規(guī)則生成庫，神經(jīng)模糊控制模糊推理規(guī)則為if-and-then結(jié)構(gòu)，根據(jù)推理方法，防腐系統(tǒng)軟件決策系統(tǒng)共有32條模糊推理規(guī)則，部分如下：
if E is NB and dE/dT is NB，then Ip is NB；
if E is NB and dE/dT is NM，then Ip is NL；
…
if E is NB and dE/dT is NL，then Ip is NB.
神經(jīng)模糊自適應(yīng)智能控制算法是綜合了模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法，有自適應(yīng)匹配和修改模糊推理規(guī)則、響應(yīng)快、偏差小、魯棒性小等優(yōu)點(diǎn)。神經(jīng)模糊自適應(yīng)控制器算法結(jié)構(gòu)框圖見圖4。
圖4中，F(xiàn)NC表示神經(jīng)模糊自適應(yīng)控制器，A/D表示模數(shù)轉(zhuǎn)換器，D/A表示數(shù)模轉(zhuǎn)換器，Ke表示偏差系數(shù)，Kec表示偏差變化率系數(shù)，E表示偏差，Ec表示偏差變化率，Ku表示防腐調(diào)整系數(shù)，Ip表示實(shí)際防腐電流，f表示干擾信號(hào)。干擾信號(hào)f來源于大地磁場的波動(dòng)、土壤的濕度和松緊度變化、季節(jié)的變更以及野外強(qiáng)電電位突變等。干擾信號(hào)的出現(xiàn)，將影響鋼質(zhì)管道管地電位的檢測值且改變管道的腐蝕狀況。
FNC神經(jīng)模糊自適應(yīng)控制器結(jié)構(gòu)為兩個(gè)回路，一個(gè)回路為學(xué)習(xí)算法回路。防腐系統(tǒng)FNC控制器在工作前，管地電位的歷史運(yùn)行值從比較單元1取值，管地電位運(yùn)行值對(duì)應(yīng)的防腐電流的值從被控對(duì)象管道處取值，取值后在比較單元2處匯合，經(jīng)過歸一化處理和模糊推理合成，以結(jié)點(diǎn)加合的方式輸入離線學(xué)習(xí)回路，通過MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，編程對(duì)FNC進(jìn)行離線學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，生成模糊推理規(guī)則庫，獲得初始的偏差系數(shù)Ke、偏差變化率系數(shù)Kec及防腐調(diào)整系數(shù)Ku輸出。圖4中2條斜線表示離線狀態(tài)的模糊推理規(guī)則庫輸出、離線防腐調(diào)整系數(shù)輸出，訓(xùn)練完畢，自動(dòng)保存訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
另一個(gè)回路為防腐系統(tǒng)工作回路，為二輸入一輸出的系統(tǒng)，其中輸入值為給定值區(qū)間和管地電位的檢測值相比較的偏差值E和檢測值隨著時(shí)間變化的偏差變化率E。輸出值為執(zhí)行變量U(t)。防腐系統(tǒng)工作時(shí)，先通過數(shù)據(jù)檢測模塊檢測到管地電位值，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后和標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間管地電位值[-1350mV，-850mV]相比較，得到偏差值E，同時(shí)進(jìn)行本次檢測和上一次檢測相比較，得到偏差變化率值Ec。
若偏差值和偏差變化率值在設(shè)定范圍，防腐系統(tǒng)的控制算法FNC將不動(dòng)作，防腐電流狀態(tài)將按照模糊推理規(guī)則庫進(jìn)行匹配運(yùn)行。偏差值和偏差變化率值不在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，將啟動(dòng)神經(jīng)模糊自適應(yīng)控制器FNC，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，按照偏差值和偏差變化率值重新在線修正偏差系數(shù)和偏差變化率系數(shù)，改變模糊推理規(guī)則，重新匹配防腐調(diào)整系數(shù)，重新確定防腐電流，直到使管地電位檢測值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的管地電位值[-1350mV，-850mV]區(qū)間，并一直保持在這個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)，直到有新的干擾出現(xiàn)。這樣就對(duì)管道進(jìn)行最佳的保護(hù)，使管道受腐蝕影響降低到最低程度。
5 應(yīng)用效果
使用本系統(tǒng)進(jìn)行管道的全面保護(hù)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，利用了風(fēng)光電互補(bǔ)，使用清潔能源，減少市電的使用量，減少巡線人員，全面提升管道運(yùn)營的可靠性。本系統(tǒng)已在貴陽市某段埋地燃?xì)夤艿郎显囉?，?jié)約電能效果明顯，受到了燃?xì)馄髽I(yè)的好評(píng)，目前正推廣使用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 李志鵬.燃?xì)夤艿罊z測技術(shù)綜述[J].煤氣與熱力，2003，23(9)：567-570.
[2] 王新華，劉菊銀，何仁洋，等.城鎮(zhèn)燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道雜散電流測試方法[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2010(2)：45-48.
[3] 肖平華.城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計(jì)的探討[J].煤氣與熱力，2001，21(2)：147-149.
[4] 周中.天然氣管道防腐問題的探討[J].煤氣與熱力，2001，21(3)：238-240.
[5] 喻焰.埋地天然氣管道防腐技術(shù)的新進(jìn)展[J].煤氣與熱力，2001，21(6)：535-537.
[6] 唐永祥，宋生奎，朱坤峰.油氣管道的雜散電流腐蝕防護(hù)措施[J].石油化工安全技術(shù)，2006，22(4)：26-28.
[7] 李威，王禹橋.用BP模型預(yù)測地鐵雜散電流腐蝕危險(xiǎn)性[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2005，17(6)：438-441.
[8] 程善勝，張力君，楊安輝.地鐵直流雜散電流對(duì)埋地金屬管道的腐蝕[J].煤氣與熱力，2003，23(7)：435-437.
[9] 曹阿林，朱慶軍，侯保榮，等.油氣管道的雜散電流腐蝕與防護(hù)[J].煤氣與熱力，2009，29(3)：B06-B09.
[10] 曹阿林，朱慶軍，張勝濤，等.埋地金屬管道雜散電流影響因素模擬研究[J].煤氣與熱力，2010，30(5)：B05-B08.
[11] 許建國.淺談雜散電流腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施[J].鐵道機(jī)車車輛，2005，25(3)：61-64.
[12] 牟龍華，金敏.新型地鐵雜散電流自動(dòng)監(jiān)測裝置：中國，ZL 200710036656[P].2008-07-23.
[13] 李龍江，劉起龍，陶文亮，等.埋地燃?xì)夤艿离s散電流五點(diǎn)檢測系統(tǒng)研究[J].煤氣與熱力，2011，31(9)：B01-B05.
(本文作者：劉起龍1 李龍江2 陶文亮3 楊剛1 黃富惠3 1.貴州燃?xì)?集團(tuán))有限責(zé)任公司 貴州貴陽 550001；2.貴州大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院 貴州貴陽 550003；3.貴州大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院 貴州貴陽 550003)
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