油氣管道防腐對于延長管道使用壽命及保障能源運輸至關重要，陰極保護法是公認的防止金屬電化學腐蝕較有效的方法。恒電位儀作為陰極保護電源，被廣泛應用于埋地金屬管道的防腐蝕工程中。恒電位儀控制系統(tǒng)是恒電位儀的控制中樞和整個陰極保護系統(tǒng)的核心，近年來得到了快速發(fā)展，然而仍存在著控制手段和控制方法落后、難以組網和集中管理、操作流程繁瑣、人機界面簡陋等缺點。本論文針對以上問題，研究和設計了一種新型的恒電位儀控制系統(tǒng)，可以有效的避免以上控制系統(tǒng)功能上的缺陷，且具備控制對象范圍廣泛的特點。

本文完成的主要工作如下:

1、結合陰極保護技術，進行了恒電位儀在金屬管道防腐中的作用分析。根據陰極保護工程對恒電位儀及其控制系統(tǒng)的要求，提出了恒電位儀控制系統(tǒng)模塊化的設計方案，并完成了基于電氣隔離的硬件電路設計和程序設計，實現了對恒電位儀輸出電壓和輸出電流、參比電壓的采集、存儲、顯示及上傳功能。

2、為消除來自現場和高頻開關電源本身的電磁干擾對于數據采集的影響，設計了一種基于加權遞推平滑濾波的復合數字濾波算法，消除了數據采集過程中的干擾誤差，提高了數據采集精度。

3、為實現系統(tǒng)對參比電壓的較好和穩(wěn)定控制，設計了一種電壓動態(tài)控制算法。實現了管道通電點電位對于給定電壓的快速穩(wěn)定跟進。

4、針對不同環(huán)境下監(jiān)控上位機的數據傳輸及遠程控制的功能需要設計了基于RS-232 RS-485和無線通信三種通信方式可切換選擇的多模式數據傳輸電路及其通信協(xié)議，可選擇性地進行數據傳輸，提高了通信的靈活性。本系統(tǒng)在實驗室進行了調試，并對測試結果與理論結果進行了比較和誤差分析。試驗表明，該套系統(tǒng)可實現給定電位從-2.0V至OV連續(xù)可調，參比電位控制精度達到±2mV:給定電位改變后，參比電壓重新建立穩(wěn)定時間不超過7秒:數據通信準確無誤�？梢詽M足陰極保護工程設計要求。關鍵詞:陰極保護;恒電位儀控制系統(tǒng);參比電壓;數字濾波算法;多模式數