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蓄电池在线监测系统范文1
中图分类号：TN87-34
文献标识码：A
文章编号：1004-373X(2011)09-0133-03
Forcecontrol-based On-line Monitoring System for VRLA Battery
BAO Tian-yue,LIU Su-juan
(Qinhuangdao Branch of Northeast Petroleum University,Qinhuangdao 066004,China)
Abstract： VRLA battery as stand-by power has been widely used in many power-supply systems. The accidents usually happened due to the battery in the DC power supply because of lacking necessary monitoring tools and without accurate monitoring method in daily monitoring. An effective battery on-line monitoring program is designed,the battery voltage,resistance and other parameters can be controlled by forcecontrol software for realizing accurate monitoring and performance prediction of VRLA battery.
Keywords： VRLA; on-line monitoring; computer; data acquisition
0 引 言
目前，电能存储和使用主要靠蓄电池完成，而阀控铅酸蓄电池(VRLAB)因其密封性好、对环境无污染、易于维护等优点被广泛使用［1］。但是由于各种原因时常会出现蓄电池使用寿命远远低于额定时间的情况，甚至出现直流电源事故［2-4］。
为了给VRLA蓄电池组的检测提供一个安全可靠的监测平台，将传统的分离式检测过程有机地结合起来，构成一个便捷、智能型自动监测网络［5］，实现对VRLA蓄电池组及其单节电池电压和内阻进行实时检测，并能有效判断蓄电池组容量和性能。现拟采用电压采集模块、内阻采集模块和组态软件组成实时数据采集网络系统，对VRLA蓄电池组的使用进行监控，确保电池组的长时间有效工作。
1 系统功能
VRLA分布式计算机数据监测系统是为阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)的运行管理设计的，用于在线监测蓄电池组的运行状况，报告电池组总电压、充放电电流、电池容量、单电池电压和内阻，通过计算机网络提供现场运行数据，实现集中监控管理。
2 系统组成
系统由现场监测机组和数据集中监控管理服务器构成。
现场监测机组可由多台计算机构成分布式采集网络，完成对不同蓄电池组的监测管理，采集电池组的电压、电流，计算电池容量。通过计算机的RS 232串口，将采集的单电池电压和内阻传输到计算机中，实时显示电池数据，存储数据，查询数据，并智能分析数据。
数据集中监控管理服务器通过计算机网络完成对各现场监控机的数据集中存储、管理和数据网络。各类结构(C/S或B/S结构)终端客户可以通过网络访问和查询数据。
3 软件设计
组态软件是数据采集与控制的专用软件，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的关键模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持硬件厂家生产的各种计算机和硬件设备与高可靠性的工控计算机和网络系统结合［6-8］。可向整个监控系统提供软硬件的全部接口，进行系统集成。
力控软件是运行在Windows 98/NT/2000/XP操作系统上的监控组态软件，主要包括工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序以及各种网络服务组件等［9］。
3.1 软件组成及功能
VRLA在线监测系统软件的主要功能如下：
(1) 实时显示电池组总电压、充放电流、电池剩余容量；
(2) 自动控制单电池电压、内阻巡检，并实时显示数值；
(3) 显示电池组总电压和充放电流的实时趋势曲线；
(4) 可查询单片机电压和内阻历史数据及报表；
(5) 可设置电池组容量值和内阻巡检周期值；
(6) 可手动启动内阻巡检。
3.2 软件实现
主控界面如图1所示，分别显示电池组总电压、采样电流、剩余电量和累积电量，也可以设置当前电池组的电池额定容量，并预测剩余电量。实时趋势曲线体现充放电过程中总电压与充放电流之间的相互关系。
图1 系统主控界面图
图2为单电池采样界面，分别显示18节电池的单电池电压值和内阻值。单电池电压巡检过程采用实时采样方式，采样时间间隔为50 ms。因为电池的内阻在短时间内变化较小，尤其在充电过程中，因此，电池内阻巡检采用两种方式：周期采样方式和手动采样方式。通过点击“内阻监测”选项，在内阻参数设置中填写采集周期时间，系统将按此设定值周期循环巡检，或者点击“立即采样”按钮实现手动巡检。
通过内阻的监测可以对电池的性能进行可靠预测，并通过组态软件实现及时报警，以免出现事故。
3.3 部分程序设计
3.3.1 单电池内阻的定时采样设计
内阻是考核电池性能的一种相当可靠的方法，通过电池内阻可以预测其放电性能。为了能够有效地测量内阻值,采用计算机自动周期巡检和手动巡检相结合的方法，既可以实现巡检的自动化，又可以根据用户需要实时查看。具体程序如下：
IF ResisDFlag==1 THEN //判断是否进入手动状态
IF DelayTimeForRDetect>0 THEN //对查询时间周期进行监控
DelayTimeForRDetect=DelayTimeForRDetect-1;
#ResistanceDetectSet.#Text20.Text=″内阻巡检中…″;
strPrecentage=IntToStr((120-DelayTimeForRDetect)*100/120,10);
#ResistanceDetectSet.#Text23.Text=strPrecentage+″%″;
ELSE
ResisDFlag=0;
…
HideWindow(″ResistanceDetectSet″);
ENDIF
ENDIF
图2 单电池采样界面图
3.3.2 剩余容量的预测计算
电池组剩余容量使监测可以有效地实现电池管理，及时对电池进行充电操作，提高电池组的使用寿命［10］。剩余容量计算采用连续系统离散化方法，对采样周期离散处理后得：
F(t)=∫?∞0f(t)dt ≈f(t)∑∞k=0δ(t－kT)•T
由上式可知F(t)为实际采样后的累积量，近似为离散信号f(t)∑∞k=0δ(t－kT)与采样时间周期T的乘积。按此公式，剩余容量的计算程序如下：
IF TotleDC_C.pv<-0.7 && TotleDC_C.pv>0.7 THEN //判断电流是否零点漂移
IF Accumulation_E < Capacity_Battery THEN
Accumulation_E=Accumulation_E-TotleDC_C.pv/3600;//充放电量累积计算
ELSE
Accumulation_E=Accumulation_E;
ENDIF
ENDIF
Last_E=Accumulation_E*100/Capacity_Battery; //显示剩余电量百分比
4 系统特点
针对VRLA蓄电池组在EPS系统中的需求，监控软件主要有以下几个特点：
信息共享功能 系统服务器从各远程采集站收集当前设备运行的实时数据，同时将数据通过局域网或广域网在网络中，使各个职能部门能够了解实时或历史的相关数据，实现信息的共享。
强大的监测功能 在显示屏上以画面、报表、图像的形式动态显示VRLA电池组的运行状态和参数。显示界面上可显示当前监测数据，也可以显示历史数据，并通过颜色变化、百分比等手段增强画面的可视性。
数据管理功能 数据管理功能包括：数据存档功能(系统对其从各个现场采集的各种电压和内阻等信息数据，按照其不同类型、名称、属性、时序等特征分类，建立必须的数据库)；数据显示功能(系统对采集到的各种数据，可按照不同形式进行显示，其显示方式为数据、动画、表格、图像、曲线等，并可以用颜色和符号表明数据的性质)；数据处理功能(系统对存放在数据库中的数据，可进行最大值、最小值、平均值等的运算处理，可根据需要生成各类报表、趋势曲线)；报表生成和打印功能(操作人员利用系统提供的实用程序，通过简单的人机对话，可完成报表的设计，并具有随时打印的功能)。
远程控制功能 为了提高系统的反应速度，通过RS 485接口实现远程控制VRLA在线监测的巡检过程，如手动巡检单电池组内阻等操作。
5 结 语
通过本系统对VRLA蓄电池组的在线监测，克服了原来由人工检查测量不准确带来的各种问题。本系统能够有效把握VRLA蓄电池组的工作状态，监测蓄电池的后备使用状况。不仅能够实时在线监测电池电压和内阻，有效预测总电池组容量和单电池的性能，而且能够通过数据网络交互实现信息共享，提高了监测效率。本系统已经广泛应用于国家图书馆、首都机场等工程的EPS系统中。
参考文献
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蓄电池在线监测系统范文2
（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山 528000）
摘要：针对目前直流蓄电池组核容放电测试效率低和人力资源成本高的现状，在已建设的蓄电池组在线监测装置基础上，提出变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法。通过增加蓄电池组在线监测装置的核容放电功能，简化蓄电池组核容放电测试工作。项目提出了一个新的变电站直流蓄电池组核容放电测试思路和试验策略，基于蓄电池组监测系统，进行软硬件的二次开发，为实现变电站直流蓄电池组核容放电测试提供了较完善的解决方案。
关键词 ：直流蓄电池；核容放电；在线监测装置；解决方案
0引言
随着社会的进步和信息化、自动化程度的不断提高，人们对电力供应的依赖程度进一步加深，也就对供电系统的可靠性提出了更高的要求。在变电站中，蓄电池组作为备用电源在系统中起着极其重要的作用，在交流电失电或其他事故状态下，蓄电池组是负荷的唯一能源供给者，一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其他重大运行事故［1］。
蓄电池组正常处于浮充电状态，长期浮充电将造成极板硫化、失水等，导致性能下降。因而，蓄电池组的维护极为重要，不仅有利于蓄电池容量的恢复和保持，还可以延长蓄电池使用寿命［2］。但现有的蓄电池组维护方法因工作成员的水平差异、维护设备使用不当等存在很多不规范之处，故简单化、标准化蓄电池组维护工作迫在眉睫。
本项目在变电站内已建设的蓄电池组在线监测装置基础上，提出变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法，通过增加蓄电池组在线监测装置核容放电模块，进行开发试验，以满足蓄电池组核容放电测试工作。
1作业现状
目前变电站内很多直流蓄电池组进入老化阶段，依据检验规程，运行超过5年的直流蓄电池组需要每年进行一次核容放电测试，不满5年的直流蓄电池组需要每2年进行一次核容放电测试［3-4］，一个变电站两组直流蓄电池组核容放电测试采用常规方法需要5天（一周）完成。
以佛山供电局变电管理三所为例，该所管辖范围内共有各电压等级变电站62座，现变电站直流系统全部采用双重化配置，即该所共有蓄电池组124组，据完整统计，运行超过5年有66组，不满5年有58组，可知平均每年需核容放电的蓄电池组有66+58/2=95组，按每周同时有2组人员进行核容放电测试工作计算，共需耗时95÷2÷2÷4≈6个月才能完成。
现有核容放电测试仪器主要分为3类：
第一类核容放电测试仪笨重、接线简单，只能显示蓄电池组端电压，不能实时监测单体蓄电池电压，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻和电压，放电风险高。
第二类核容放电测试仪笨重、接线较复杂，无线模块易损坏，能实时显示蓄电池组端电压及单体蓄电池电压，不能显示单体蓄电池内阻，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻，放电风险高。
第三类核容放电测试仪非常笨重、接线复杂，接线耗时久且易接错线，能实时显示整组蓄电池组端电压及单体蓄电池电压，不能显示单体蓄电池内阻，放电期间需多次用其他仪表测试单体蓄电池内阻，放电风险高。
日常作业中，使用以上3种核容放电测试仪器中任何一种都至少需要3人同时进行工作，因此工作量非常大。
2新方法平台及基于平台的二次开发
DJX8.0系列智能蓄电池组监测系统，适用于各种蓄电池组的性能监测。该系统的主要特点有：微机控制，现场操作灵活简便；自动化程度高，可在线监测单体电池的内阻、电压，蓄电池组端电压、充放电电流和温度；综合测量判定电池性能及其变化趋势，对失效电池予以显示和报警，并对电池进行有效的活化维护。
该系统具有网络通讯功能，通过远程服务器经以太网可对各变电站的蓄电池组监测系统进行实时监控与数据管理，实现遥测、遥信、遥控，使蓄电池得到及时的维护，保证直流系统的安全运行，提高供电系统的可靠性。
该系统采用Davinci平台，具有64M数据内存空间，可检测电池数≤400节×4组，触摸屏设计，具有很好的人机界面。在硬件平台及软件设计方面都有很大的利用空间。因此，本项目尝试在该平台的基础上增加蓄电池组核容放电测试功能模块，不仅实现DJX8.0系列智能蓄电池组监测系统的最大化应用，还为蓄电池组的安全稳定运行提供可靠保障，更是为节约人力资源及维护成本提出一种新的思路。
如图1所示，在原有蓄电池组监测系统软硬件的基础上，首先增加硬件部分：放电模块及放电空开，满足蓄电池组核容放电测试要求；然后编写相应的软件程序，如图2所示，通过对蓄电池核容放电原理的深入分析，建立相应的数学模型，实现硬件部分的灵活控制及良好的蓄电池放电曲线。
3新方法的实施与应用
首先收集各个变电站的直流系统数据，主要包括直流系统电压等级、单体蓄电池电压、蓄电池节数等，根据直流系统维护要求确定核容放电模型。
然后建立一个简单的系统模型（图3），并根据变电站内实际情况设计接线图（图4），在原有蓄电池在线监测系统基础上增加本项目所需硬件部分。
最后根据系统模型在原有蓄电池在线监测程序基础上进行二次开发，增加核容放电测试功能，并选点进行安装测试。本项目在佛山局220 kV后龙站进行首次安装测试，测试放电曲线如图5、图6所示。
通过对比新旧核容放电测试方法的测试结果可知，第一次测试结果符合要求。随后又对变电管理三所220 kV鹅村站、110 kV更楼站、110 kV合水站进行安装测试，测试结果均满足要求。
4结论
至此，通过4座变电站的安装测试可知本项目具备良好的可行性，并且对比新旧测试方法（表1），新核容放电测试方法有很多优势，也达到了本项目的出发点——使定检方法简便化、标准化、自动化，保证定检项目的完整性，同时避免由于工作人员水平差异造成人为的试验漏项、误判断等情况。
本项目提出的变电站直流蓄电池组核容放电测试新方法，为变电站直流蓄电池组核容放电工作标准化的推广应用提供了一套可行的具体解决方案和现场实践指导，适用于所有电压等级变电站的直流蓄电池组核容放电测试工作。创新提出一个变电站直流蓄电池组核容放电试验新思路和新策略，并通过现场试验验证其可操作性，具有很好的推广应用价值。
［
参考文献］
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蓄电池在线监测系统范文3
关键词：ZigBee技术；低能耗；水质监测系统
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.065
1 引言
众所周知，水是生命之源，所有生物均离不开水，从而可以看出，水质的好坏将直接影响到人和动植物的生存。
目前，随着水污染越来越严重，人们越来越重视水的安全，特别是饮用水。对于水质的好坏，基本采用水质探测器对水质进行检测，而现有的水质检测是采用多种传感器同时进行探测工作，各个传感器的工作得不到很好协调，其中，有些传感器可能不需要进行长时间工作，因此，电能浪费较大，若采用太阳能供电，其自身电能本身就存在局限，从而对水质监测工作带来不便[1-3]。
2 系统介绍
基于ZigBee网络的节能型水质监测系统，它包括上位机、服务器终端和若干个监测单元，上位机通过互联网接收服务器终端发送的信号，监测单元包括温度传感器、PH值传感器、溶氧传感器、浊度传感器、ZigBee芯片、无线通讯模块和用于电源供给的电源模块。
（1）温度传感器和无线通讯模块与ZigBee芯片连接， ZigBee芯片通过无线通讯模块与服务器终端进行数据通讯，PH值传感器、溶氧传感器和浊度传感器分别通过PH值信号调理电路、溶解氧信号调理电路和浊度信号调理电路与ZigBee芯片连接。
（2）电源模块包括太阳能板、蓄电池和模拟控制器，太阳能板通过电压调节电路与蓄电池连接，蓄电池的正极依次连接有稳压/升压模块、第一电压转换器和第二电压转换器，稳压/升压模块、第一电压转换器和第二电压转换器均与模拟控制器连接，第二电压转换器还与ZigBee芯片连接，模拟控制器与温度传感器、PH值传感器、溶氧传感器、浊度传感器、ZigBee芯片、无线通讯模块、PH值信号调理电路、溶解氧信号调理电路和浊度信号调理电路连接。
（3）电压调节电路包括变压器、整流桥和第一三极管，变压器的初级线圈与太阳能板连接，变压器的次级线圈与整流桥并联，整流桥通过第一电容接地并与第一三极管的集电极连接，第一三极管的集电极和基极并联有第一电阻，第一三极管的基极通过稳压二极管接地，第一三极管的发射极与蓄电池连接并通过第二电阻和第三电阻接地。
（4）ZigBee芯片为CC2530芯片，模拟控制器为ADG1414。
3 具体应用
该低能耗水质监测系统工作主要通过若干个监测单元进行实现，利用监测单元可以对水质进行大范围监测，监测到的水质参数，则利用ZigBee网络发送至服务器终端，服务器终端则接受若干个监测单元反馈回的信号并将信号通过互联网发送至上位机，其中，用户可通过上位机将控制信号发送至服务器终端，服务器终端则将信号反馈给对应的监测单元。
（1）监测单元具体工作时，是由温度传感器、PH值传感器、溶氧传感器、浊度传感器实现水质参数的检测，检测到的参数信号则输入至ZigBee芯片进行整理，其中对于PH值传感器、溶氧传感器、浊度传感器所检测到参数信号的要求更高，则需利用PH值信号调理电路、溶解氧信号调理电路和浊度信号调理电路进行信号调理。
（2）监测单元的电能供给，则通过电源模块进行控制，具体通过太阳能板将太阳能转换成系统所需能源，并利用蓄电池进行存储，而稳压/升压模块14、第一电压转换器和第二电压转换器对蓄电池输出的电压进行转换，即利用稳压/升压模块将信号进行稳压和升压处理使电压为9V，利用9V电压为PH值信号调理电路、溶解氧信号调理电路和浊度信号调理电路进行供电；随后利用第一电压转换器将电压转换为5V电压，利用5V电压为温度传感器、PH值传感器、溶氧传感器和浊度传感器供电；最后，利用第二电压转换器将5V电压转换为3.3V电压，利用3.3V电压为ZigBee芯片和无线通讯模块供电。
（3）为上述器件供电时，采用模拟控制器进行控制，即利用模块控制器可控制温度传感器、PH值传感器、溶氧传感器、浊度传感器、ZigBee芯片、无线通讯模块、PH值信号调理电路、溶解氧信号调理电路和浊度信号调理电路的电能供给，现灵活控制电能，避免未需要工作的单元进行能源消耗，如温度传感器和溶氧传感器，在非特定的检测时，可选择不进行工作。同时，ZigBee芯片与模拟控制器连接时，时利用ZigBee芯片的I/O口与模拟控制器连接，因此，可通过ZigBee芯片对模拟控制器进行控制。
（4）对于太阳能板与蓄电池之间还连接有电压调节电路，电压调节电路可采用包括变压器T1、整流桥D1和第一三极管Q1，变压器T1的初级线圈与太阳能板连接，变压器T1的次级线圈与整流桥D1并联，整流桥D1通过第一电容C1接地并与第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的集电极和基极并联有第一电阻R1，第一三极管Q1的基极通过稳压二极管D2接地，第一三极管Q1的发射极与蓄电池连接并通过第二电阻R2和第三电阻R3接地。利用变压器T1实现电压转换，利用整流桥D1实现整流，利用第一三极管Q1控制蓄电池充电工作，利用稳压二极管D2实现稳压。
4 小结
采用若干个监测单元对水质进行检测，利用电源管理模块实现监测单元的电源供给，其中，利用太阳能板将太阳能转换为系统所需的电能，并利用蓄电池进行存储；同时，利用稳压/升压模块、第一电压转换器和第三电压转换器将蓄电池输出的电压进行转换，从而满足不同器件、不同电压的需求，此外，利用模拟控制器实现供电的控制，从而避免电能的浪费，其结构简单，操作方便，具有很强的实用性。
参考文献：
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蓄电池在线监测系统范文4
总体而言，我国动力型铅蓄电池产品性能与市场规模均处于世界前列，为世界最大的铅蓄电池生产与出口国。但由于我国电池产业起步时间较晚，工业制造装备基础较差，国内大部分生产企业仍处于手工制造与少量半自动化制造相结合的阶段。此外，由于产品原材料的特殊性，容易产生重金属污染，对人体及环境造成不良影响。因此，超威电源自创办初期就认识到推动蓄电池行业的信息化装备水平提升的重要性，并一直致力于此。
追求精益求精的生产水平
目前，超威电源已经具备年组装1200万只电池的生产能力，是新能源技术与产品研发、制造的行业龙头企业，2013年超威电源营业收入达31.4亿元。然而，精益求精的超威人并不满足现有成绩，希望能够为全产业的转型升级做出有益探索。那么，如何对现有生产力进行升级，以提高生产效率、强化产品质量控制、提升职防水平？这就需要借助信息化的力量，通过两化融合来实现。
超威电源的信息化改造项目计划投资1亿元人民币，重点针对蓄电池组装车间的原有工艺与装备进行“机器换人”和数字化智能化信息化改造升级，使用信息化网络技术将这些先进生产设备联网，使生产管理人员可以实时监控各工序的生产进度。具体主要改造内容为：采用完全智能控制的运输、生产、检验设备，包括包片机、点胶机、焊接机、干燥机组、清洗机组、包装机组及各种机械手、AGV自动搬运车等，替换原有生产工序的手动生产设备，使现有动力电池制造向自动化与智能化制造提升；定制生产管理系统，安装生产在线监测系统，同时编制一套相应的管理软件，建设一套适合本车间生产方式的生产管理网络提高生产管理效率。
改造项目完成后，公司动力电池组装生产线预计将实现关键工序平均劳动生产率提升400%、产品正品率提升15%，节约劳动力780名，每年新增经济效益3000万元。
通过信息化改造，超威电源提高生产管理水平，实现总体大于个体之和的效果。这对于带领我国蓄电池制造业产业升级，实现铅酸蓄电池生产两化融合具有重要意义。同时，为整个国内蓄电池行业树立了一个具有国际一流水平、高自动化、智能化的标杆蓄电池组装生产线，为国内企业拉近与国外先进铅酸蓄电池生产企业距离作出示范。
确保安全可靠的污染处理
铅蓄电池生产过程中铅烟、铅尘的环保处理与监测一直是国家、社会和企业关注的重点，一旦未处理达标，将导致大量污染物直接进入大气环境中，对周边的空气、水与土地造成污染。由此引发的“血铅”事件，也经常见诸报端，已经引起了社会的高度关注。因此，如何通过有效的技术方法对铅蓄电池生产过程中铅烟、铅尘的高效处理，并对处理结果进行实时动态监测，已成为超威电源改进生产技术的重点之一。
针对现实情况，超威电源引进江苏二环开发的铅蓄电池超高效铅烟、铅尘环保处理系统，并引进信息化监测技术，对环保系统的运行情况实现时实动态监测，通过对风机频率、总压、滤筒差压、滤芯差压、水箱PH值、粉尘浓度等重要参数的采集与分析，有效防止环保事故的发生。
蓄电池在线监测系统范文5
关键词：UPS；直流电源；维护；管理
中图分类号：F22 文献标识码：A
1计算机在线维护管理系统的组成
1.1组成部分
1.1.1总控站（后台）。由监控站、工程维护站、系统接口等构成，运用管理分析软件处理接收的数据并通过Web。工程维护人员登录服务器可查看全厂所有在线设备的运行状态以及完善的历史、实时数据分析统计。
1.1.2现场设备控制站（ES）。根据现场设备需要，可选择监控功能仪或设备运行状态信息彩集仪（EII）。EII通过RS-232/485端口与电能表、电池采集模块、直流屏、UPS等智能设备通信，将监测数据转换为符合通信协议的数据包，接入局域网，传送至主控室服务器。独立完整的ES包括以下部分。
（1）系统主机。由下行串口通道、数据处理器、显示器、上行串口通道组成。下行串口通道通过RS-485总线访问电池电压采集模块，采集数据，管理电压采集模块，数据处理器完成数据解压、数据计算、存储管理，将处理后的数据一部分送往显示器，另一部分由上行串口通道发送至协议处理器，或传给上一层管理系统。
（2）数据采集模块组。可根据用户需要确定采集数据要求及配置相应采集仪器，一般由电池电压采集模块、电流、温度、功率等组成，模块间隔离良好、绝缘性强，可靠性、安全性高。数据采集可分组，每个模块可对一定数量电池进行电压采集，可配备电流、温度传感器，模块间与系统主机一般采用RS-485连接。
（3）协议处理器。具有协议处理程序的接口板，处理各种通信协议。可实现：①将主机发送的电池电压、电流、温度等信息按约定协议编码、打包、发送至远程服务器；②将远程服务器发出的遥控、遥调指令经过解码发给主机，实时控制。
（4）放电模块。可快速测出电池直流内阻，瞬间测试电池性能，大功率放电模块可提供瞬间大电流冲击负荷。
（5）远程服务器。能够使局域网内的计算机数据通信得到更好的交流，同时能够足不出户就能够得到很多的信息，同时能够通过远程访问现场的蓄电池检测系统进行监测，接受、数据分析，并且能够通过Web服务器各种数据，让数据实现分享，同时能够得到更多的信息数据，不断地对数据进行分析整理，从而得到一个科学的结论。
1.1.3通信网络。现在网络系统的不断的发展，各企业都想互联网的方向发展，对于计算机的维护管理，也需要网络的积极应对，这样才能够对计算机的维护其到更好的作用。联网现场的设备各分站都会采用光纤作为数据通信主干，这样的主干比较不易损坏，而光纤是一种比较环保无污染的设备，同时也是一种比较安全的设备。这些共同的组成了全厂UPS和直流电源在线监控的局域网。这样的网络系统，能够很好的把企业内部的资料联系在一起，比较安全稳定。
1.2系统的功能
1.2.1台账管理。集成各站UPS、直流系统、蓄电池信息设备及查询功能。可查询每台UPS、直流设备的每节电池电压、平均电压、整组电压、充放电电流、环境温度等实时、历史数据，以曲线和柱状图方式显示，或生成报表打印。
1.2.2实时分析。对于选定的时间段内的网络进行分析，能够更加清晰的看出电池运行的状态，保障电池能够正常的运转，保障整个网络系统的正常。同时也能够进行历史的数据分析，对于一个数据能够分析得非常的细致、准确，能够在最短的时间内得到数据，并且保障其准确性。当某个蓄电池被放过点后，能够满足一定范围的电力和时间，系统将会对蓄电池进行电池容量的评价，这样能够比较准确的估算出来电池的容量，能够在没有点或者供电中断时，能够比较有准备的进行数据的保存等行为，保障数据的不缺失，同时也能够进行实时的分析。1.2.3报警指示和查询。可对每台UPS、直流电源故障进行报警，提供报警查询，以便及时处理。
1.2.4网络化。系统具有远端通信和遥测、遥信、遥控功能，使远程服务器通过以太网对各站UPS、直流电源、蓄电池监测系统进行实时监控与数据管理。还可根据企业需要，与其他系统联网，采集一些重要设备的信息，实现更多功能。
2系统应该注意的问题
一个系统的正常的运转，需要有着不仅仅是技术人员，还需要有合理的科学的程序进行维护管理。技术人员需要对设备进行全方位的了解，对其进行专业的观察，同时还要进行不断的学习与创新，让系统的发展能够有序的进行。还要对于设备进行认真仔细的检查，认真的查清企业内部的UPS和直流电源的现状，以及它们之间的关系，这样对于设备能够更好地使用做了一个比较有准备的学习。
（1）确定网络构架方案，即企业是否有必要建立完整网络系统或在现有网络基础上构建，对单个电池组也可实现完整、独立的在线维护管理以在线管理系统为核心，辅以必要人工测试，可降低管理成本，大站、关键设备直接采用完整系统，小站、单体UPS等经后台机处理形成整体维护管理系统。
（2）有些UPS和直流电源已具备多种管理功能，如状态参数、状态记录、报警等，合理配置不仅降低开发成本，还可减少线路过多带来的故障隐患。
（3）维护管理系统只进行监视，建议控制指令（如故障处理、切换、活化等）的发出由人工实施。
（4）系统建立后，可在有人值守的地方设监视站，由操作人员实现全天候运行状态监视，维修人员要定期查阅管理。
（5）要预留接口和协议以便兼容其他系统，系统上层管理也可建在企业已有网站上。
（6）建议状态管理系统与过程控制或执行系统分开，注意相互间独立性，不要相互干扰。
（7）系统建立后要有工作制度和管理机制，确保正常使用。
UPS和直流电源在线维护管理系统确保了企业安全、稳定生产，将传统维修转变为状态维修，减少了很多维修成本，增加了企业效益。
参考文献
[1]吴琴琴.直流电代替UPS的优缺点[Z].
蓄电池在线监测系统范文6
[关键词]智能设备、状态检测、EIS、EII
一、前言
随着电力系统无人值班变电站的全面改造，为保证电力生产安全高效运行，各生产部门对电力设备的状态检修提出了更高的要求。目前，电力设备的状态检修工作主要依赖于对运行中设备的状态检测以及在线监测手段，这就要求设备的各种状态信息能够实时远程上送，运行维护人员能够及时了解设备运行状态，在设备出现故障或呈劣化特征后采取相应的保护措施，从而避免重大事故的发生，保证电网的安全可靠运行。
近几年电力事业飞速发展，新型电力设备大量使用，无人值班变电站的日益增多等，都给电力设备运行维护和管理人员带来了许多新的问题，并且已经严重制约了无人值班变电站的快速发展。而造成这种现状的原因主要有以下四点：
1、由于各厂家设备采用的通讯接口并没有相关的统一标准，因此带来的结果就是变电站智能设备在通讯接口的选择上存在着一定的随意性，且数量、种类众多，RS232/RS485/LAN并存。
2、由于各设备系统相对独立，信息上传需要各自独立的专用通道，无形中就造成了网络资源的浪费，同时众多设备系统相对独立的计算机软件也给设备运行管理带来许多管理成本的增加和众多的不方便性，不利于运行状况的及时掌握和运行故障的指挥处理。
3、由于受到众多通讯规约和其他接入平台（如现场RTU等）的限制，造成了各设备系统传输信息量上传相对较少，一般为一些遥信量，同时传输速度较慢，并且很多具有智能通讯功能的设备由于不属于同一相关系统而未能接入，使设备信息最终未能得到充分利用。
4、众多设备系统一旦采用独立通道和独立管理系统后，由于要在现场对设备通讯协议进行解释，这就需要投入大量的现场调试时间和人力，不利于大面积推广。
基于以上存在的问题和现状，本文依据“改传统的定期检测方法为状态检测，做到防患于及时”的创新理念，提出了一种新型变电站智能设备状态综合监测系统的设计方案。该系统能将众多智能设备方便地接入一个数据采集设备，并采用先进及可靠的通讯方式，将所采集数据信息送入开放实时数据库，借助于计算机的力量，使现场设备运行状态信息能及时得到集中分析处理。
二、分布式智能蓄电池组监控系统的总体结构
本“变电站智能设备状态综合监测系统（EIS）”主要由以下两部分组成：
（1）变电所现场设备运行状态信息采集仪（EII）：设备运行状态信息采集仪安装在设备运行现场，其主要功能是对各智能设备（如在线检测设备、变压器色谱分析仪、智能直流屏、蓄电池监测系统、直流绝缘检测、电能量采集终端、电压表计等）采集的数据采用透明转发技术，通过100M以太网接入光纤网或辅以其他传输网络（如GPRS）实现实时信息的可靠传送。
（2）位于数据信息中心的远程服务器数据采集平台：数据采集平台负责向现场采集仪发送通讯命令，接收和处理回送的设备运行状态信息数据，进行数据规约解释，并将处理后的设备信息数据送入开放式实时数据库，然后进行数据分析、处理、，等待设备运行状态信息处理单元查询，或供其它系统调用。
系统拓扑结构如图所示：
三、系统硬件设计
目前各类设备具有众多形式的通讯接口，因此作为系统重要的硬件部分——设备运行状态信息采集仪，应满足所有主流工业通讯接口及尽可能多的通讯接口的要求；并采用模块化的设计思想；同时，选用嵌入式32位实时操作系统（RTOS）作为系统传输和通讯平台，具有较强的可靠性和可扩展性，支持远程升级和调试；具体说来，本系统的硬件组成具有以下四个特点：
（1）能够支持所有智能设备各自不同的通讯规约，具有RS232、RS485、LAN、开关量等多种数据接入方式。
（2）采用协议转发技术，有效地降低了成本投入，节约现场调试时间。
（3）针对变电站IP数量有限这一问题，采用NAT技术及DHCP Server IP地址分配技术对现场设备进行IP地址重新分配，充分利用了现有IP资源。
（4）将信息采集仪的RS485串行通讯口驳接多种智能通讯终端设备，构成了RS485通讯总线。在实施中，为了提高设备通讯的可靠性，注意设备之间信号的隔离和抗干扰，以及抗雷击等大信号的冲击。在每个设备接入总线的端口增加光电信号隔离装置，解决不同设备通讯信号地电位不同的问题；同时对于从户外经过的RS485通讯线路加装雷击保护电路，减少大信号冲击对通讯线路的损坏。
四、系统管理分析软件设计
系统计算机管理分析软件是数据采集平台的关键部分，由数据接收程序及WEB程序组成。整个数据采集平台结构如图：
（1）数据接收程序：现场设备运行状态信息采集仪将采集的现场智能设备运行状态信息数据发送至信息中心服务器，数据接收程序便负责实时接收各变电站智能设备的运行记录数据并加以解压，分析，并存储至开放式实时数据库，本软件采用C/S结构。
（2）WEB程序：采用B/S结构，以WEB形式为各变电站的智能设备建立台帐，并具有基本设备运行状态信息的浏览，运行监测界面，报警信息界面，各装置详细信息显示界面，变电站级显示界面，集控站级显示界面，工区级系统信息汇总界面等。最终结果以IE形式供局域网内运维、管理人员察看和调用，同时也可实现分级管理。
本系统计算机管理分析软件具有以下四个主要特点：
（1）直观的实时监控功能
监控对象包括直流系统绝缘监测、蓄电池巡检、谐波在线监测装置、电压监测仪、变压器油在线监测装置、压变（流变）泄漏电流在线监测装置、避雷器泄漏电流在线监测装置、电能采集系统、UPS电源系统、蓄电池组、输入/输出总配电屏、输出分配电屏、环境温度、湿度等众多智能设备，为变电站实现无人值守奠定了良好的基础。
（2）完善的告警处理功能
根据告警的性质、重要级别进行分类，系统自动判别告警等级，完成相应处理工作，包括：告警窗、声、光提示，语音报警、短消息报警、email报警，以上报警信息可以接入调度的短消息平台和OA系统，智能分析软件快速的故障定位；提供了由于重要告警被延时确认而触发的自动接管功能，保证系统所有重要告警都能被及时处理，并为值班人员的考评提供了客观依据。
（3）丰富的业务支持功能
灵活的查询功能和强大的报表功能相配合，对设备运行的历史数据、实时数据进行整理分析，以不同角度向管理者提供丰富的设备运维信息，为设备的大修、更新、改造、选型等质量管理提供可靠的依据。通过对运行数据的详尽分析，实现对设备状态的诊断，加强对不良设备的维护，做到防患于未然。对维护人员的日常工作提供了有效的管理、监督手段。
（4）友好的软件接口
软件为本系统提供设备状态信息数据的同时，还可以方便地将采集数据加载到用户数据库（如上级公司PI数据库）中，供其它管理系统调用，实现资源共享。
5、结束语
本文介绍的这种新型变电站智能设备状态综合监测系统总体上具有模块化、智能化、网络化的特点，采用了先进的设计思想，对变电站智能设备的维护方法由传统的定期检测转变为状态检测，能及时掌握设备运行状态信息，防患于未然。并且在各具体实现模块上采用了最新的技术，具有极强的可扩展性，扩大了系统的监测功能和范围，提高了系统的自动化程度和可靠性。
参考文献
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