我国石油、天然气等化石能源多使用长距离运输管道进行运输,对管道运行安全进行有效保护和监测显得尤为重要。现阶段我国常用使用阴极保护技术实现对管道的防腐蚀保护。恒电位仪是管道强制电流阴极保护技术的核心设备,现在市场中存在的恒电位仪存在控制复杂、效率低下、无法实现数据远程通信的问题。本论文应用现代电力电子技术、现代通信技术和嵌入式技术,设计实现一种新型的智能恒电位仪,在完成恒电位仪基本功能的基础上,针对恒电位仪与所在埋地管线电位采集仪难以实现同步工作,影响管道阴极保护监测的问题,提出了支持管道全线同步电位通断的恒电位仪控制方法,实现了全线同步通断监测功能和恒电位仪输出的远程自动调整。本文主要完成的工作如下:首先,针对阴极保护技术中对恒电位仪提出的功能需求,按照模块化的设计思想,对恒电位仪的硬件电路和软件流程进行方案设计。处理器选用MSP430F5438A,使用其丰富的IO接口及串口中断资源能够完成具体的功能实现。按照功能模块需求,设计了开关电源模块、数据存储模块、通信模块、北斗/GPS模块等外围电路。对恒电位仪的软件程序进行设计,主要完成电位数据采集功能、数据通信功能、人机交互功能和远程同步通断功能等功能。其次,为解决现阶段管道断电电位的采集依靠安装断电试片采集断电电位,难以实现恒电位仪输出控制与长输管线多点数据同步采集的问题。设计基于北斗授时的恒电位仪时钟同步系统,实现恒电位仪输出与整个管线的多点电位采集严格同步通断,从而改进了断电电位的采集方法,提高管线保护数据真实度,为评估管线状态提供数据支撑。最后设计实现管道阴极保护远程监控平台,平台能够监控恒电位仪的运行状态和系统信息。同时在实现全管线同步通断电位采集的基础上,通过增加专家诊断系统,对保护状态进行科学评估,并能根据管线保护状态自动调整恒电位仪的输出,实现管线保护的自动化管理。实验测试证明,研制的智能恒电位仪电位精度高,输出误差控制在1%以内,同步通断功能及通信功能符合设计要求。当管道处于欠保护或者过保护状态时,能够实现恒电位仪的远程自动调整。目前该产品已经在深圳中石化管线投入使用,效果良好。