نوقشت رسالة الماجستير للباحث رغدان عبد الرزاق لازم في كلية الهندسة جامعة البصرة قسم الهندسة الكهربائية وتحت اشراف الاستاذ الدكتور عمار عبد الشهيد عبد الحميد بعنوان تطبيق نظام تحكم لمنظومة الحماية الكاثودية لمنع التآكل في الانابيب النفطية

يُعد مجال الحماية الكاثودية (CP) من الأولويات الهامة للشركات الصناعية الحديثة، نظراً لدوره الحيوي في حماية المعدات المعدنية الأساسية في العمليات الصناعية. يركز هذا المشروع على تصميم نموذج عملي يحاكي بدقة نظاماً حقيقيا للحماية الكاثودية. ويتميز هذا النموذج المقترح بقدرته على تحليل سلوك الخطأ (أي الفرق بين القيمة المرجعية المحددة مسبقا وجهد الاستقطاب المقاس)، مما يتيح للمشغل معرفة طبيعة الاعطال المحتملة، بالإضافة إلى حساب الفترات الزمنية التراكمية لحدوث كل نوع من أنواع الأخطاء منذ بداية التشغيل. يدمج التصميم ثلاثة أجهزة تحكم: (Arduino) ,(ESP), وجهاز الكمبيوتر؛ ومن خلال هذه الأجهزة المدمجة، يتم تنفيذ عمليات التحكم المطلوب عبر تحديد قيمة الجهد المسلط من مصدر القدرة الكهربائية ، لضمان بقاء معدن الأنبوب النفطي ضمن مستوى الحماية الصحيح. وعلاوة على ذلك، تتم مراقبة وتحليل عملية تشغيل نظام الحماية الكاثودية بدقة لتزويد المشرف بتقرير مفصل يتضمن حالة الحماية والكشف المبكر عن الأعطال؛ مما يتيح إجراء الصيانة المبكرة، ويوفر الجهد والوقت والتكلفة التي قد تُستهلك في عمليات الفحص الميداني الدوري. 
تم تطبيق مرحلة الاختبار والتحليل على النموذج المصمم من خلال توليد أنواع مختلفة من الأخطاء لاختبار قدرة النموذج على تمييز طبيعتها. وقد أثبت النموذج المقترح كفاءة عالية في هذه المهمة، حيث أظهر دقة وحساسية في تصنيف الأخطاء إلى فئتين (طبيعية وغير طبيعية) مع تسجيل الفترات التراكمية لحدوثها. 
كما تم إنجاز عملية المراقبة عبر لوحة مراقبة محلية اضافة الى تقنيات المراقبة السحابية باستخدام الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر. ان عملية الوصول السحابي الى البينات تضمنت مرحلتين : تمثلت المرحلة الأولى في الوصول عبر أجهزة اتصال بسيطة (باستخدام شبكة Wi-Fi وعنوان IP) للاطلاع على حالة تشغيل نظام الحماية الكاثودية من خلال صفحة ويب تعرض جداول ورسوماً بيانية. بينما خُصصت المرحلة الثانية للمراقبة في غرفة التحكم باستخدام برنامج (الماتلاب) لتحليل سلوك نظام الحماية الكاثودية بدقة اكثر و تشخيص الاعطال المحتملة بشكل مبكر. 
علاوة على ذلك، تم اعتماد تقنيات المحاكاة الافتراضيةلغرض اجراء بعض التطبيقات ضمن بيئة الحاسوب الرقمية في مجال انتاج النفط و الغاز ؛ إذ تصبح الحسابات الرياضية للتنبؤ بسلوك مثل هذه الأنظمة المعقدة أمراً صعباً، مما يجعل المحاكاة عنصراً جوهرياً في عمليات إنتاج النفط الحديثة (وبالطبع في أنظمة الحماية الكاثودية).
في هذا المشروع، استُخدمت البيانات المستخرجة من النموذج المقترح لتدريب أداتين قويتين من أدوات التعلم الآلي ، وهما: الشبكة العصبية (NN) ونظام الاستدلال العصبي الضبابي التكيفي (ANFIS). وقد تم تقديم عينة من تلك البيانات المسجلة الى فريق هندسي مختص فيشركة نفط البصرة (BOC) / قسم الصيانة الهندسية / شعبة الحماية الكاثودية لغرض المصادقة عليها حيث تم تاكيد صحة البيانات و اعتمادها . ونجحت أداتا التعلم الالي في محاكاة سلوك النموذج المقترح، حيث تراوحت قيم الدقة بين ( 99.93%) للشبكة العصبية (NN) و(99.96%) لنظام (ANFIS).
بالإضافة إلى ذلك، تم اقتراح ثلاثة تطبيقات باستخدام النماذج المدربة المذكورة اعلاه ؛ تمثّل التطبيق الأول في التحقق من إمكانية حماية عدة أنابيب نفطية عبر توصيلها بمصدر جهد واحد. التطبيق الثاني يتعلق بعملية الكشف عن أعطال المستشعرات بالاعتماد على تقنيات التعلم الالي (offline training). في حين تمثّل التطبيق الثالث في تصميم فلتر يعتمد على امكانيات الشبكات العصبية و الخوارزميات المنطقية للتخلص من الضوضاء المصاحبة للاشارة بدقة عالية تصل الى 95.742 %