[实用新型]一种新型直流屏蓄电池监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及输配电技术，特别涉及一种新型直流屏蓄电池监控系统。

背景技术

直流屏是广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如石化、矿山、铁路等)，为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性、安全性。

直流屏的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学的维护是直流屏的核心工作。目前还缺乏一种能够对直流屏蓄电池进行实时监控并维护的技术。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种新型直流屏蓄电池监控系统，能够实时监测蓄电池的充放电过程中的各个参数并依据这些参数对蓄电池进行主充与浮充方式的切换，以及对蓄电池的容量进行评估的技术。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种新型直流屏蓄电池监控系统，其特征在于，包括：

一个总控制模块，所述总控制模块包括MPU，与MPU连接的键盘，通过译码器与MPU连接的显示器，存储器以及串行通信IC；

若干单元模块，所述单元模块包括用于控制的MPU、用于将电压信号和电流信号转换为数字信号AD转换器、串行通信IC，还包括一充电电路，一蓄电池容量测量电路以及控制回路；     485总线，所述总控制模块与各单元模块之间通过485总线进行数据交换。

所述总控制模块对所有的单元模块进行统一管理，负责收集各分模块的关键信息如实时的充电电压、电流值，通过显示器向用户显示，并可以通过键盘接收用户的输入信息。它与各单元模块之间的通讯遵循Modbus协议。

所述单元模块能够实时检测蓄电池的充放电过程中的电压、电流大小，并根据这些数据进行主充与浮充方式的切换，还可以对蓄电池的容量进行评估，对每个蓄电池分别进行充电。

本实用新型给出了一种新型的直流屏蓄电池监测系统的设计方案，此方案解决了传统设计方案中不能为每节蓄电池提供合适浮充电压的缺点，更有效地保证了蓄电池的长寿命运行，并且能够减少蓄电池的备用量，有相当大的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的整体框架图。

图2是本实用新型的总控制模块系统框图。

图3是本实用新型的单元模块控制系统框图。

图4是本实用新型单元模块的恒流充电电路图。

图5是本实用新型单元模块的恒压充电电路图。

图6是本实用新型直流放电法测量内阻原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，本实用新型包括一个总控制模块，若干单元模块，总控制模块与各单元模块之间通过485总线进行数据交换，各单元模块分别连接蓄电池和220V交流电源。

如图2所示，总控制模块该模块主要由以下几部分组成:MPU，键盘，显示器以及TTL至485通信电平转换芯片，根据需要还包括其它辅助芯片：锁存器、IO扩展芯片8255以及看门狗芯片MAX706。

总控制单元中的MPU选用最常用的AT89C51芯片，键盘由P1口直接扩展，显示屏采用液晶显示屏，为使用时清晰，可用LED背光，由MCU发出驱动。为使掉电后上次设定的参数不至于丢掉，本系统采用串行EEPROM进行掉电前的参数存储。

由于单片机串行口输出的是TTL电平，而常用的串行通信方式485要求相应的逻辑电平，所以系统中必须加上TTL电平至485电平转换芯片MAX485。

如图3所示, 单元模块采用的是单片机控制, MPU选用AT89C51，因为本系统中需要测量的信号是蓄电池电压和电流，而这些量的变化都比较缓慢, 双积分式AD已经能够满足要求，所以单元模块中选用双积分式AD转换器MC14433。因为各单元模块的功能是对进行电流、电压监测并实现充电方式的自动切换，还要对蓄电池的容量进行评估,所以单元模块内还包括一个充电电路、一个容量测量电路以及相应的控制回路。

由于分站上只有AD需要与MPU进行数据交换，并且数据线只有四条，所以本系统不需要采用数据总线的方式，可以通过P1口读取AD的数据，从而可以把P0口和P2口均作为IO口使用，甚至P3口的RD和WR也可以IO口使用。这样MPU自身的IO口已经能够满足系统的要求，不需要再扩展IO口。