專利名稱：一種直流系統多功能充饋電監控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種充饋電監控裝置，特別是一種直流系統多功能充饋電監控
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
直流系統組成直流系統一般由交流輸入配電部分、整流部分、降壓部分、直流輸出饋電部分、監控部分以及絕緣監測部分組成。在系統各組成部分中，交流輸入配電部分主要由交流配電單元組成；整流部分由充電模塊和隔離二極管組成；直流輸出饋電部分由降壓硅鏈、絕緣監測、合閘分路和控制分路組成，監控部分由監控模塊和配電監控組成，此部 分技術含量比較高，一套直流系統的智能程度高低、調節反應正確度及電池組能夠達到的使用壽命決定于本部分。直流系統工作原理系統交流輸入正常時，兩路交流輸入經交流切換控制電路選擇其中一路輸入，并通過交流配電單元給各個充電模塊供電，充電模塊將三相交流電轉換為220V或IlOV的直流，經隔離二極管隔離后并聯輸出，一方面給電池充電，另一方面通過合閘分路和控制分路給負載提供正常的直流電源。交流輸入停電或異常時，充電模塊停止工作，由電池通過合閘分路和控制分路給負載供電。交流輸入恢復正常以后，充電模塊對電池充電。現有的直流系統充饋電監控裝置結構如圖I所示，以往常規監控部分采用集散方式對系統進行監測和控制。充電柜、饋電柜的運行參數和充電模塊運行參數分別由配電監控電路和充電模塊內部的監控電路采集處理，然后通過串行通訊口把處理后的信息上報給監控模塊，由監控模塊統一處理后，顯示在LED液晶屏上。沒有采用數據存儲設計，數據完全在遠方后臺系統進行存儲，當通信網絡出現問題時，無法保存數據，特別是重要數據。與后臺系統只能通過串行通信，通信方式單一落后，數據交換很慢。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種直流系統多功能充饋電監控裝置，實現對直流系統的高可靠性充電、高智能控制功能。為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是一種直流系統多功能充饋電監控裝置，包括充電模塊、蓄電池組、電池巡檢儀、絕緣監測儀、霍爾傳感器、溫度傳感器、絕緣繼電器、控制裝置、交流采樣板、直流采樣板、穩壓硅鏈，還包括PLC系統、智能規約轉換器，PLC系統包括底板和集成于底板上的電源模塊、CPU模塊、兩個開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、CPU底板，CPU模塊通過以太網交換機接入遠程監控中心，CPU模塊通過RS485總線與充電模塊連接，以太網交換機與智能規約轉換器連接，智能規約轉換器通過RS485總線與電池巡檢儀、絕緣監測儀連接，絕緣監測儀與霍爾傳感器連接，交流采樣板、直流采樣板、溫度傳感器、絕緣繼電器、控制裝置分別通過配電監控盒與CPU模塊連接，開光量輸出模塊通過出口隔離繼電器組與現場需控制的設備連接，現場需控制的設備接入第一個開關量輸入模塊，充電模塊、電池巡檢儀與蓄電池組連接，蓄電池組與穩壓硅鏈連接。還包括彩色觸摸屏，彩色觸摸屏與以太網交換機連接。本實用新型所述直流系統多功能充饋電監控裝置的工作過程及原理如下所述工作過程所述PLC為充饋電監控裝置的核心控制部分，它通過PLC的串口和以太網通信端口與外部采樣控制設備接收信號，通過專門開發的適合直流系統監測與控制的程序處理后，通過通信端口直接發出調節信號，以控制直流系統的充電工作方式，通過開關量輸出模塊的控制信號經過出口隔離繼電器隔離后到外部設備和內部設備，并在必要時記錄和報警提示。所述PLC中內置高容量鋰電池，可以實現掉電保持數據，保證數據不丟失。所述的TFT觸摸屏作為現場數據顯示、存儲及操作界面，可以實現監視、數據保存和下達控制命令功能，該觸摸屏可以提供包含RS232/RS485/RS422串口、以太網兩種通訊方式，所有通信功能都采用隔離連接。 智能規約轉換器作為充饋電監控裝置的核心通信部分，需要完成采集電池巡檢儀與絕緣監測儀的數據，并與PLC通信，完成數據交互。工業以太網交換機，通過星型或環網方式連接，負責以太網通信網絡通信的連接及數據交換，主要是PLC、觸摸屏和智能規約轉換器。工作原理主要有以下六方面。I、設置系統均充/浮充的方法通過觸摸屏或遠程后臺控制命令后，對充電模塊下發設置輸出電壓來實現。設置的輸出電壓是均充電壓，則進入均充狀態，設置的是浮充電壓，則進入浮充狀態。2、轉均充條件，滿足以下任意一條I)充電電流〈O. 08C10 (指電池系統的標稱值，下同)〉2)電池容量〈80%C10〉3)設置了周期均充，周期到且均充保護時間(默認24小時)內沒有均充，周期默認為90天，最長可設到180天。4)交流停電超過15分鐘，交流來電后，可在觸摸屏上設定投入或退出。3、轉浮充條件，滿足以下任意一條I)充電電流〈O. 01C10并且持續了浮充計時時間(默認3小時)〉2 )均充電超過24小時4、保護轉浮充I)所有充電模塊通訊中斷；2)配電監控盒通訊中斷；3)交流停電；4)蓄電池組電壓過壓；5)合閘母線電壓過壓；6)控制母線電壓過壓；7)充電模塊未接到電池組(充電未投入)。滿足以上條件的任意一條，系統即轉入浮充狀態。充電模塊在與系統通訊中斷后一段時間也將自動轉入浮充狀態，浮充電壓為模塊默認浮充電壓。5、重要參數計算I)電池容量(I)當蓄電池電流為負時表示電池正在放電，蓄電池電流為正時表示電池正在充電；(2)蓄電池電流去零漂后，以時間與電流的乘積累加值做為當前電池容量；(3)系統自動狀態下由均充轉為浮充時認為電池容量到達標稱容量，也可在人機界面手動定義當前容量為標稱容量。2)自動周期均充(I)取任意程序開始運行時間為起始，或在觸摸屏上設置當前時間為周期起始。(2)到了周期時間，如90天，即復位計時器，實際產生一個90天一次的脈沖信號。6、報警信息I)報警門限定義(I)交流輸入三相、母線、電池組過壓、欠壓、缺相報警門限由PLC向配電監控盒發遙調指令設置，報警信號由配電監控盒發遙信到PLC ；(2)充電模塊輸出電壓上限、下限、單體電壓欠壓、過壓報警門限由觸摸屏設置的參數確定，PLC根據電池巡檢儀的數據進行判斷報警；(3)絕緣電阻告警門限設置(基本上出廠設置一次即可)，報警信號由絕緣監測儀上傳遙信至PLC ；2)與多個充電模塊通信的通信中斷報警，與配電監控盒通訊中斷報警，與智能規約轉換器IA240通訊中斷報警。綜上所述，基于上述結構的直流系統多功能充饋電監控裝置與現有技術相比，具備以下特點采用高可靠性的PLC作為控制核心，CPU處理速度快、擴展性強、通信功能強大；具有數據記錄功能；所有的輸出的控制信號都采用隔離措施，提高監控裝置的抗干擾性；觸摸屏使得調節控制更顯便捷，而且具有逼真美觀的可視化人機交互界面，滿足人們的現代需求；本實用新型可適用于變電站、水電站、火電站、泵站、工廠等變配電的直流系統監控。
圖I為現有的直流系統充饋電監控裝置結構示意圖；圖2為本實用新型一實施例結構示意圖；其中①PLC系統 ，②:充電模塊；(D :現場外部設備；(D :智能規約轉換器； :直流系統相關傳感器及控制裝置:蓄電池組。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型一實施例包括充電模塊、蓄電池組、電池巡檢儀、絕緣監測儀、霍爾傳感器、溫度傳感器、絕緣繼電器、控制裝置、交流采樣板(A1M61S1)、直流采樣板(PFU-31Z)、穩壓硅鏈，還包括PLC系統、智能規約轉換器，PLC系統包括底板和集成于底板上的電源模塊、CPU模塊、兩個開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、CPU底板，CPU模塊通過以太網交換機接入遠程監控中心，CPU模塊通過RS485總線與充電模塊連接，以太網交換機與智能規約轉換器連接，智能規約轉換器通過RS485總線與電池巡檢儀、絕緣監測儀連接，絕緣監測儀與霍爾傳感器連接，交流采樣板、直流采樣板、溫度傳感器、絕緣繼電器、控制裝置分別通過配電監控盒與CPU模塊連接，開光量輸出模塊通過出口隔離繼電器組與現場需控制的設備連接，現場需控制的設備接入第一個開關量輸入模塊，充電模塊、電池巡檢儀與蓄電池組連接，蓄電池組與穩壓硅鏈連接；還包括彩色觸摸屏，彩色觸摸屏與以太網交換機連接。控制裝置包括與配電監控盒連接的空氣開關、接觸器、熔絲、防雷器。本實施例中具體模塊的選擇如下PLC :可以選擇SCHNEIDER (施耐德)M340系列，以下配置為使用該系列PLC至少需要選擇以下型號模塊各一塊 I) CPU 底板BMX XBP 8002)電源模塊BMX CPS30203)CPU模塊(集成以太網與串口)P34 20204)開關量輸入模塊DDI 16025)開關量輸入模塊DDI 3202K6)開關量輸出模塊DD01602彩色觸摸屏16位色TFT觸摸屏，采用高分辨率、真彩TFT、大存儲容量(可通過U盤、SD卡等)擴展存儲空間，作為監控裝置的現地操作監控單元，本實施例具體采用的型號為臺灣威綸MT8070iH ;智能規約轉換器Μ0ΧΑ IA240 ;絕緣監測儀大連旅順WDK-8F ；電池巡檢儀大連旅順CHK-5G ;充電模塊EMERS0N HD22010-3 ;配電監控盒EMERS0N。
權利要求1.一種直流系統多功能充饋電監控裝置，包括充電模塊、蓄電池組、電池巡檢儀、絕緣監測儀、霍爾傳感器、溫度傳感器、絕緣繼電器、控制裝置、交流采樣板、直流采樣板、穩壓硅鏈，其特征在于，還包括PLC系統、智能規約轉換器，PLC系統包括底板和集成于底板上的電源模塊、CPU模塊、兩個開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、CPU底板，CPU模塊通過以太網交換機接入遠程監控中心，CPU模塊通過RS485總線與充電模塊連接，以太網交換機與智能規約轉換器連接，智能規約轉換器通過RS485總線與電池巡檢儀、絕緣監測儀連接，絕緣監測儀與霍爾傳感器連接，交流采樣板、直流采樣板、溫度傳感器、絕緣繼電器、控制裝置分別通過配電監控盒與CPU模塊連接，開光量輸出模塊通過出口隔離繼電器組與現場需控制的設備連接，現場需控制的設備接入第一個開關量輸入模塊，充電模塊、電池巡檢儀與蓄電池組連接，蓄電池組與穩壓硅鏈連接。
2.根據權利要求I所述的直流系統多功能充饋電監控裝置，其特征在于，所述充電模塊通過合閘母線與蓄電池組連接。
3.根據權利要求I所述的直流系統多功能充饋電監控裝置，其特征在于，所述PLC系統為SCHNEIDER M340系列PLC系統，電源模塊型號為BMX CPS3020, CPU模塊型號為P342020，兩個開關量輸入模塊型號分別為DDI 3202K和DDI 1602，開關量輸出模塊型號為DDO 1602，CPU底板型號為BMX XBP 800，配電監控盒型號為EMERSON，絕緣監測儀型號為WDK-8F,電池巡檢儀型號為CHK-5G。
4.根據權利要求I所述的直流系統多功能充饋電監控裝置，其特征在于，所述智能規約轉換器型號為MOXA IA240。
5.根據權利要求I所述的直流系統多功能充饋電監控裝置，其特征在于，所述控制裝置包括與配電監控盒連接的空氣開關、接觸器、熔絲、防雷器。
6.根據權利要求I所述的直流系統多功能的充饋電監控裝置，其特征在于，還包括彩色觸摸屏，彩色觸摸屏與以太網交換機連接。
7.根據權利要求6所述的直流系統多功能充饋電監控裝置，其特征在于，所述彩色觸摸屏為16位色TFT觸摸屏。
專利摘要本實用新型公開了一種直流系統多功能充饋電監控裝置，包括充電模塊、蓄電池組、電池巡檢儀、絕緣監測儀、霍爾傳感器、溫度傳感器、絕緣繼電器、控制裝置、交流采樣板、直流采樣板、穩壓硅鏈，還包括PLC系統、智能規約轉換器，本實用新型處理速度快、集成功能多、強弱電分離、抗干擾性能力強、可適應于惡劣環境、可全過程記錄故障數據、故障數據停電不丟失。
文檔編號H02J7/00GK202679005SQ20122026087
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者康明衛, 張春燕, 袁江峰, 楊威, 曾濤, 陳曉 申請人:華自科技股份有限公司