基于電池儀和放電儀智能化充放電系統(tǒng)的研發(fā)

邢詒政 黃孫新 李炳介 謝培功 吳清川 王虎天

摘 要：通過電池儀的蓄電池電壓采集功能和放電儀的充電/放電功能，開發(fā)一種帶有人機(jī)操作界面、數(shù)據(jù)通訊的智能化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)蓄電池?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和蓄電池充電/放電測(cè)試的控制。

關(guān)鍵詞：電池儀；放電儀；充放電

中圖分類號(hào)：U653 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）33-0044-02

Abstract： An intelligent control system with man-machine interface and data communication is developed by means of battery voltage acquisition function and charge/discharge function of discharge instrument. The real-time monitoring of battery data and the control of battery charge/discharge test are realized.

Keywords： battery meter； discharge meter； charge and discharge

變電站直流系統(tǒng)中蓄電池是交流失電或其他事故時(shí)唯一的能源供給，是保證不間斷供電的關(guān)鍵設(shè)備。但目前蓄電池充放電測(cè)試需要維護(hù)人員定期去現(xiàn)場(chǎng)操作，會(huì)有各種外部原因?qū)е滦铍姵匦盘?hào)傳輸異常，導(dǎo)致放電數(shù)據(jù)發(fā)生誤差以及需要重新反復(fù)進(jìn)行充放電測(cè)試，所以存在一定的局限性和安全隱患。

因此，本文設(shè)計(jì)了基于電池儀和放電儀智能化充放電系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池?cái)?shù)據(jù)和控制蓄電池充放電測(cè)試。

1 總體方案設(shè)計(jì)

基于電池儀和放電儀智能化充放電系統(tǒng)是由控制模塊、電池儀采集模塊、人機(jī)交互模塊、充放電模塊和通訊模塊組成，其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。各個(gè)模塊的功能如表1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 控制模塊

控制模塊CPU主頻300MHz以上，內(nèi)存64M以上。主要硬件電路包括：輸入/輸出電路、電源電路、時(shí)鐘電路、串口電路。

2.2 數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集模塊主要實(shí)現(xiàn)蓄電池組24節(jié)電池單體電壓的采集，具體的硬件接口如圖2所示。

2.3 人機(jī)交互模塊

人機(jī)交互模塊采用全觸摸屏，主界面有電池測(cè)試、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和系統(tǒng)參數(shù)四個(gè)主菜單，點(diǎn)擊主菜單可進(jìn)入相應(yīng)的子菜單。電池測(cè)試包括電池放電、電池充電和自動(dòng)放充。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要包括蓄電池單體電壓。歷史數(shù)據(jù)包括工作方式、啟動(dòng)時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間。系統(tǒng)參數(shù)包括本機(jī)地址、日期時(shí)間、采集方式等。

2.4 充放電模塊

充放電模塊主要由繼電器、充電機(jī)和放電負(fù)載組成。系統(tǒng)正常狀態(tài)下繼電器和充電機(jī)、放電設(shè)備斷開。啟動(dòng)放電時(shí)，控制模塊觸發(fā)繼電器吸合放電負(fù)載，此時(shí)蓄電池充當(dāng)電源，形成放電回路。啟動(dòng)充電時(shí)，控制模塊觸發(fā)繼電器吸合充電機(jī)，此時(shí)蓄電池充當(dāng)負(fù)載，形成充電回路。

2.5 通訊模塊

通訊模塊采用RS485硬件接口，波特率1200/2400/4800/9600BPS，字符格式采用奇偶校驗(yàn)位、1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位的異步串行通訊格式。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件流程圖

軟件開發(fā)所用的系統(tǒng)是Windows win98/NT4.0/XP。

4 系統(tǒng)測(cè)試

外部硬件接線完畢后，啟動(dòng)本系統(tǒng)，在觸摸屏上設(shè)置好相關(guān)參數(shù)并進(jìn)行保存。

可以查看到蓄電池的工作狀態(tài)、單體電壓和充放電時(shí)間、容量等參數(shù)。觸摸屏上啟動(dòng)蓄電池放電/充電后，主控制器通過電池儀采集模塊采集蓄電池電壓并且計(jì)算充電/放電相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)達(dá)到放電/充電停止條件時(shí)，能自動(dòng)停止放電/充電測(cè)試。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)了一種基于電池儀和放電儀智能化充放電系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)在于：可以實(shí)時(shí)采集蓄電池?cái)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)以及自動(dòng)控制蓄電池充放電測(cè)試過程。降低了人工維護(hù)成本，操作更加安全。

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