Станция катодной защиты - СКЗ «Тверца-900»

Станция катодной защиты Тверца-900 — станция нового поколения со встроенным каналом радиоуправления и телеметрии.

Станция катодной защиты является регулируемым источником стабилизированного постоянного тока ( инверторного типа) от 0 до 15 А при выходном напряжении до 60 В с электропитанием от сети переменного тока напряжением 230 (+23/-55) В и частотой 50 Гц ±5 %.

В основе конструкции станции лежит импульсный (ШИМ) регулируемый стабилизатор тока, имеющий аппаратную и программную защиту.

Станция имеет встроенный корректор мощности, снижающий искажения питающей сети и значительно увеличивающий коэффициент мощности.

Станция работает в составе программно-аппаратного комплекса, обеспечивающего автоматизированный контроль параметров электрохимической защиты подземных металлических объектов (значения уставок тока защиты и защитного потенциала, текущих значений тока защиты, выходного напряжения и защитного потенциала, температуры контроллера и станции, времени наработки и защиты от несанкционированного доступа).

Устройство дистанционного доступа к параметрам станции выполнено в виде радиомодема, содержащего блок дешифраторов, соединенного через приемо-передающее устройство с радиоантенной и предназначено для преобразования импульсно-кодовых сигналов контроллера в радиочастотные сигналы и их передачи через систему сотовой радиосвязи на удаленный диспетчерский пункт в режиме контроля параметров станции катодной защиты, а также для приема с диспетчерского пункта радиочастотных команд управления параметрами станции и преобразования полученных команд в импульсно-кодовые сигналы управления станции катодной защиты.

Приемо-передающее устройство радиомодема выполнено с диапазоном частот стандарта GSM 900 / 1800. Контроллер предназначен для обработки данных датчиков блока и выработки информационных и управляющих импульсно-кодовых сигналов СКЗ в автономном и дистанционных режимах управления и содержит цифровой дискриминатор, блок памяти и вводно-выводное устройство, соединенные между собой через программируемый операционный вычислитель. Введение радиомодема с цифровым каналом связи позволяют обеспечить возможность не только дистанционного контроля, но и управления параметрами станции катодной защиты и, тем самым, расширить ее функциональные возможности.

В автономном режиме контроллер СКЗ «Тверца-900» работает в режиме цифрового дискриминатора. Показания датчиков СКЗ в контроллере пересчитываются в удобную для оценки функцию качества, характеризующую необходимую степень защиты металлоконструкций от коррозии, вызванной блуждающими в земле токами. Рассчитанное текущее значение функции качества сравнивается с установочными значениями функции, введенными в память контроллера при заводской настройке или дистанционно с пульта диспетчера. Поставленные задачи реализуются с применением программы «GSM — Monitor». В программе реализована возможность автоматического мониторинга станций катодной защиты.

При отклонении текущих значений функции качества от установочных значений контролер вырабатывает сигнал ошибки, пропорциональный величине отклонения функции качества от установочных значений с соответствующим знаком компенсации отклонения. В процессе работы с ЭВМ диспетчерского пункта управления, заданной программе выдаются запросные импульсно-кодовые сигналы. Принятые радиосигналы преобразуются в импульсно-кодовые приемные сигналы, которые через дешифратор поступают на считывающий вход контроллера.

По сигналу контроллер выдает ответные импульсно-кодовые сигналы, характеризующие показания датчиков СКЗ, которые поступают на передатчик устройства в качестве модулирующих импульсов, вырабатываются радиосигналы, несущие информацию о текущих параметрах СКЗ в месте ее дислокации. В случае резкого отклонения показаний параметров СКЗ от допустимых значений компьютер выдает звуковые и аварийные световые сигналы. В случае сбоя параметров СКЗ диспетчер вручную вводит корректировку установочных значений СКЗ. Если аварийная ситуация возникла не в результате сбоя параметров, а в результате обрыва цепи катодной защиты или другой нештатной ситуации — необходим выезд ремонтной бригады. После устранения причин аварии работа станции катодной защиты переводится в штатный дежурный режим и процесс работы повторяется.

В состав комплекса входят станция катодной защиты «ТВЕРЦА-900», диспетчерский пульт управления на базе персонального компьютера типа IBM PC, специальное программное обеспечение и GSM-модем диапазонов 900/1800 МГц.

Программное обеспечение для СКЗ «ТВЕРЦА-900» поставляется предприятием-изготовителем СКЗ «ТВЕРЦА-900» бесплатно. Изменения ПО в процессе его развития доступны для пользователей на сайтах производителя и региональных дилеров.

Стационарный GSM-модем диапазонов 900/1800 МГц производится и поставляется нашей фирмой, но могут использоваться и модемы типа Wavecom FASTRACK M1206B или M1306B.

Технические характеристики и функциональные возможности

Станция катодной защиты «ТВЕРЦА-900» является изделием третьего порядка по ГОСТ 12997-84.

• Электропитание станции осуществляется от сети переменного тока напряжением 230(+23/-50) В и частотой (50±5%) Гц.
• Станция катодной защиты является регулируемым источником стабилизированного постоянного тока от 0 до 15А при выходном напряжении не более 60 В.
• Дискретность ручного задания выходного тока составляет 0.2 А в диапазоне выходных токов 0...3 А и 0.5 А в диапазоне 3...15 А.
• Дискретность задания защитного потенциала составляет 50 мВ.
• Точность поддержания выходного тока ±2%.
• Точность поддержания защитного потенциала ±2%.
• Максимальная выходная мощность станции P=0.9 кВт.
• Коэффициент мощности станции не ниже 0,95.
• Входное сопротивление станции в цепи измерения защитного потенциала составляет 1,5 МОм.
• Станция обеспечивает КПД 85 % при напряжении сети 220 В.

Описание функциональной схемы станции катодной защиты

1. Фильтр подавления ЭМП обеспечивает подавление электромагнитных помех на входе сети ~220 В в соответствии с нормами ГОСТ Р 51318-99, а также защиту станции от кратковремменных импульсов высокого напряжения в сети.
2. Корректор коэффицента мощности обеспечивает близкую к синусоидальной форму входного тока станции, минимальный сдвиг фаз между входным током и напряжением (коэффицент мощности не ниже 0.95) и подавление верхних гармоник входного тока в соответствии с нормами ГОСТ Р 51317-99 до уровня ниже −60 дБ при напряжении сети от ~170 В до ~245 В.
3. Источник постоянного тока осуществляет питание нагрузки постоянным стабилизированным током (возможно регулирование от 0 до 15 А с шагом 500 мА) при напряжениии на нагрузке не выше 60 В, а также обеспечивает гальваническую развязку нагрузки от сети ~220 В, автоматическую защиту от короткого замыкания и обрыва нагрузки. Стабилизация тока нагрузки производится способом широтно-импульсной модуляции на частоте 30 кГц с точностью ±2%.
4. Источник вторичного электропитания вырабатывает стабилизированные напряжения для питания схем управления, вычислителя, индикатора и GSM-модема.
5. Вычислитель производит измерение тока нагрузки, выходного напряжения, защитного потенциала и температуры внутри станции. Осуществляет ввод, хранение, отображение и передачу значений параметров станции. С помощью цифрового потенциометра регулирует силу тока источника постоянного тока. Контролирует процесс включения/выключения станции, производит отключение станции в случае аварийной ситуации. Формирует текстовые (на экране) и SMS-сообщения об аварийной ситуации или при изменении настройки станции.
6. Алфавитно-цифровой индикатор обеспечивает отображение текстовой информации на четырехстрочном (по 20 символов в строке) жидко-кристаллическом экране с постояннной подсветкой.
7. GSM-модем принимает и передает через дипольную антенну данные в виде радиосигнала сотовой связи (стандарта GSM900/1800) от вычислителя станции к ПЭВМ диспетчера системы и обратно.
8. Кнопки управления (3 штуки) формируют сигналы ручного управления станцией:
   • увеличить ток нагрузки;
   • уменьшить ток нагрузки;
   • включить/выключить источник постоянного тока