一种vrla蓄电池在线监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力系统领域，特别涉及一种VRLA蓄电池在线监测装置。
【背景技术】
[0002]蓄电池组是变电站直流操作电源系统的重要组成设备，其中VRLA蓄电池是应用最为广泛的一类。当蓄电池整组或部分电池出现失效时，将导致变电站内的保护及自动装置不予动作，影响电网系统的稳定运行。近年来，随着电力系统的不断发展，对蓄电池运行的可靠性也提出了更高的要求，因此对于VRLA蓄电池的在线监测是至关重要的。
[0003]—般的蓄电池在线监测装置监测参数不全面、精度有限并且无法将数据上传至监控系统，本实用新型以单片机为控制器，对VRLA蓄电池进行了全面实时在线监测，并在故障发生时上传故障信息，实现了精度更高、速度更快的VRLA蓄电池在线监测。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种VRLA蓄电池在线监测装置，解决当前蓄电池在线监测中存在的技术问题。
[0005]硬件部分:主要包括单片机、参数采集模块、扩展RAM、IXD显示模块、报警电路、RS-485 接口电路。各模块之间的连接关系为: 控制器选用单片机，它是数据处理和控制的核心，分别与参数采集模块、扩展RAM、LCD显示模块、报警电路、RS-485接口电路相连。参数采集模块采样VRLA蓄电池单体电压/组电压、充/放电电流、内阻及温度等参数后，经过相应数据转换送给单片机控制器，单片机接收到数据后可进行存储在扩展RAM中，并通过LCD显示模块显示出来。当蓄电池出现异常数据后，单片机启动报警电路，蜂鸣器发出声音报警，同时故障信息将通过RS-485接口电路上传至监控系统。
[0006]所述单片机控制器所用芯片为STC15F2K60S2，接收参数采集模块的数据，进行存储和显示，并判断是否存在异常，在发生故障时启动报警电路，同时将数据上传；
[0007]所述参数采集模块包括蓄电池单体电压/组电压、充/放电电流、内阻及温度等参数的采集，其中LEM Sentinel蓄电池传感器，采样单体电压、温度及阻抗，通过以ICL3221为核心的电路和MAX232芯片后输出TTL电平。DHR200C420型电流传感器用来测量充放电电流，输出电流模拟量，通过AD7705将电流模拟量转换成数字量送入单片机控制器处理。
[0008]所述扩展RAM部分采用24AA512型串行E2PROM,保证数据和程序对存储的要求。
[0009]所述IXD显示模块的显示器采用IXD1602字符型液晶，由单片机驱动并显示蓄电池运行数据。
[0010]所述报警电路是经过9013射极放大电路驱动蜂鸣器进行报警，在蓄电池运行出现异常时发出声音报警。
[0011]所述RS-485接口电路是由MAX485芯片将单片机输出的TTL电平转化成RS-485信号，通过RS-485总线上传至监控系统。
[0012]软件部分:本装置软件编程主要是用C语言编写程序以实现VRLA蓄电池在线监测装置所要实现的功能，其中主要包括以下几个模块:参数采集模块、A/D转换模块、故障判断模块和数据上传模块等。各个模块功能独立，接口简单，可以解决程序冗余问题，缩短程序开发周期。
【附图说明】
[0013]图1是所述一种VRLA蓄电池在线监测装置的结构框图。
[0014]图2是所述一种VRLA蓄电池在线监测装置的软件程序流程图。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型提供了一种VRLA蓄电池在线监测装置。下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0016]图1所示为所述一种VRLA蓄电池在线监测装置的结构框图，主要包括单片机控制器、参数采集模块、扩展RAM、IXD显示模块、报警电路、RS-485接口电路。参数采集模块包含传感器和一系列信号转换电路，其中LEM Sentinel蓄电池传感器采样蓄电池单体电压、温度及内阻，输出SBUS数字信号，经过以ICL3221为核心的电路后将SBUS转换成RS-232，然后通过MAX232芯片后输出单片机可接收的TTL电平。另外，DHR200C420霍尔电流传感器采集蓄电池充/放电电流后输出的是模拟量，经过AD7705后转换成数字量。由于单片机存储空间有限，不能满足数据和程序的存储需要，因此单片机接收到的数据可以存储在扩展RAM中。单片机接收数据后会判断该数据是否存在异常。当蓄电池发生故障时，单片机会输出信号，启动报警电路，发出时长为Imin的声音报警，并将故障信息通过RS-485电路上传至监控系统，以便及时对故障进行处理，避免危及电网的稳定运行。最后，在判断蓄电池无故障或者故障数据上传之后，单片机会将蓄电池运行参数通过LCD显示模块显示出来。
[0017]图2是所述VRLA蓄电池在线监测装置软件程序流程图。首先启动电源后，系统会进行初始化，然后进行硬件自检，如果硬件有故障，将采取相应的措施来消除故障；如果硬件正常，则开启定时，进入参数采集子程序，每隔两小时采集一次VRLA蓄电池运行参数。若检测到蓄电池出现故障则发出报警信号，并进入数据上传子程序，将故障上传至监控系统，最后通过LCD显示模块将蓄电池参数显示出来;若蓄电池无故障信息，则直接通过LCD显示运行参数。
【主权项】
1.一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是所述装置包括单片机、参数采集模块、扩展RAM、LCD显示模块、报警电路、RS-485接口电路，各模块之间的连接关系为:单片机是数据处理和控制的核心，分别与参数采集模块、扩展RAM、LCD显示模块、报警电路和RS-485接口电路连接;参数采集模块通过传感器获取VRLA蓄电池实时运行数据，包括蓄电池单体电压/组电压、充/放电电流、温度及内阻，经过信号转换送至单片机，并通过IXD显示模块显示出来；在单片机内存不足以满足程序和数据的需要时，单片机会将其存储在扩展RAM中；报警电路和RS-485接口电路与单片机相连，在蓄电池运行参数出现异常时，单片机发出信号启动报警电路，并通过RS-485接口电路将故障数据上传至监控系统。2.根据权利要求1所述的一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是所述单片机选用宏晶STC系列单片机STCl 5F2K60S2。3.根据权利要求1所述的一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是参数采集模块选用LEM Sentinel蓄电池传感器，可直接采样单体电压、温度及阻抗，并转换为数字量，另外选用DHR200C420型号的电流传感器测量充放电电流。4.根据权利要求1所述的一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是A/D转换电路的芯片选用AD公司的AD7705。5.根据权利要求1所述的一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是LEM蓄电池传感器输出的是SBUS数据信号，首先通过以ICL3221为核心的电路来实现SBUS转RS-232，然后采用MAX232芯片实现RS-232转TTL电平，才能被单片机采集。6.根据权利要求1所述的一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是所述扩展RAM部分选用Microchip Technology 公司生产的 24AA512 型串行E2PR0M。7.根据权利要求1所述的一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是所述LCD显示模块采用IXD1602字符型液晶。8.根据权利要求1所述的一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是所述报警电路部分采用有源蜂鸣器，经过9013射极放大电路驱动蜂鸣器进行报警。9.根据权利要求1所述的一种VRLA蓄电池在线监测装置，其特征是所述RS-485接口电路选用MAX485芯片，将TTL电平转换成RS-485电平。
【专利摘要】本实用新型属于电力系统领域，特别涉及一种VRLA蓄电池在线监测装置，包括单片机、参数采集模块、扩展RAM、LCD显示模块、报警电路、RS-485接口电路。各模块之间的连接关系为：控制器为单片机，它是数据处理和控制的核心，分别与参数采集模块、扩展RAM、LCD显示模块、报警电路、RS-485接口电路相连。参数采集模块每隔两小时采集一次VRLA蓄电池的运行参数，将实时数据送给单片机，单片机会对接收到的数据进行存储和显示，并判断是否存在异常。在蓄电池出现异常数据时，报警电路会发出声音报警，然后将数据上传至监控系统。本实用新型以单片机为基础，实现了全面可靠、精度更高的VRLA蓄电池在线监测，并且能够与监控系统通信，以便及时上传故障信息。
【IPC分类】G01R31/36
【公开号】CN205374695
【申请号】CN201521101575
【发明人】李卫国, 张爱萍, 王文媛, 袁创业, 陈艳, 欧阳洁
【申请人】华北电力大学, 欧阳洁
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月28日