摘要：在后備直流電源的使用中，閥控鉛酸蓄電池被廣泛的應(yīng)用。但在具體使用中由于缺乏必要的監(jiān)測(cè)手段，同時(shí)日常監(jiān)測(cè)又不具備準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)方法，所以直流電源中常由于電池問(wèn)題引發(fā)事故。設(shè)計(jì)一種有效的蓄電池在線監(jiān)測(cè)方案，通過(guò)力控組態(tài)軟件準(zhǔn)確掌握蓄電池電壓、內(nèi)阻和剩余電量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了鉛酸蓄電池組監(jiān)測(cè)和性能預(yù)測(cè)的自動(dòng)化。

0引言

目前，電能存儲(chǔ)和使用主要靠蓄電池完成，而閥控鉛酸蓄電池（VRLAB）因其密封性好、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。但是由于各種原因時(shí)常會(huì)出現(xiàn)蓄電池使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定時(shí)間的情況，甚至出現(xiàn)直流電源事故。

為了給VRLA蓄電池組的檢測(cè)提供一個(gè)安全可靠的監(jiān)測(cè)平臺(tái)，將傳統(tǒng)的分離式檢測(cè)過(guò)程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)便捷、智能型自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)VRLA蓄電池組及其單節(jié)電池電壓和內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并能有效判斷蓄電池組容量和性能?，F(xiàn)擬采用電壓采集模塊、內(nèi)阻采集模塊和組態(tài)軟件組成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)VRLA蓄電池組的使用進(jìn)行監(jiān)控，確保電池組的長(zhǎng)時(shí)間有效工作。

1系統(tǒng)功能

VRLA分布式計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是為閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）的運(yùn)行管理設(shè)計(jì)的，用于在線監(jiān)測(cè)蓄電池組的運(yùn)行狀況，報(bào)告電池組總電壓、充放電電流、電池容量、單電池電壓和內(nèi)阻，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控管理。

2系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)機(jī)組和數(shù)據(jù)集中監(jiān)控管理服務(wù)器構(gòu)成。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)機(jī)組可由多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式采集網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)不同蓄電池組的監(jiān)測(cè)管理，采集電池組的電壓、電流，計(jì)算電池容量。通過(guò)計(jì)算機(jī)的RS232串口，將采集的單電池電壓和內(nèi)阻傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，實(shí)時(shí)顯示電池?cái)?shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，查詢數(shù)據(jù)，并智能分析數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)集中監(jiān)控管理服務(wù)器通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控機(jī)的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、管理和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

各類結(jié)構(gòu)（C/S或B/S結(jié)構(gòu)）終端客戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)和查詢數(shù)據(jù)。

3軟件設(shè)計(jì)

組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集與控制的專用軟件，能以靈活多樣的組態(tài)方式提供良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法，其預(yù)設(shè)置的關(guān)鍵模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持硬件廠家生產(chǎn)的各種計(jì)算機(jī)和硬件設(shè)備與高可靠性的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合?？上蛘麄€(gè)監(jiān)控系統(tǒng)提供軟硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。

力控軟件是運(yùn)行在Windows98/NT/2000/XP操作系統(tǒng)上的監(jiān)控組態(tài)軟件，主要包括工程管理器、人機(jī)界面VIEW、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)DB、I/O驅(qū)動(dòng)程序以及各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組件等。

3.1軟件組成及功能

VRLA在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的主要功能如下：

（1）實(shí)時(shí)顯示電池組總電壓、充放電流、電池剩余容量；

（2）自動(dòng)控制單電池電壓、內(nèi)阻巡檢，并實(shí)時(shí)顯示數(shù)值；

（3）顯示電池組總電壓和充放電流的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線；

（4）可查詢單片機(jī)電壓和內(nèi)阻歷史數(shù)據(jù)及報(bào)表；

（5）可設(shè)置電池組容量值和內(nèi)阻巡檢周期值；

（6）可手動(dòng)啟動(dòng)內(nèi)阻巡檢。

3.2軟件實(shí)現(xiàn)

主控界面如圖1所示，分別顯示電池組總電壓、采樣電流、剩余電量和累積電量，也可以設(shè)置當(dāng)前電池組的電池額定容量，并預(yù)測(cè)剩余電量。實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線體現(xiàn)充放電過(guò)程中總電壓與充放電流之間的相互關(guān)系。

圖2為單電池采樣界面，分別顯示18節(jié)電池的單電池電壓值和內(nèi)阻值。單電池電壓巡檢過(guò)程采用實(shí)時(shí)采樣方式，采樣時(shí)間間隔為50ms。因?yàn)殡姵氐膬?nèi)阻在短時(shí)間內(nèi)變化較小，尤其在充電過(guò)程中，因此，電池內(nèi)阻巡檢采用兩種方式：周期采樣方式和手動(dòng)采樣方式。通過(guò)點(diǎn)擊內(nèi)阻監(jiān)測(cè)選項(xiàng)，在內(nèi)阻參數(shù)設(shè)置中填寫(xiě)采集周期時(shí)間，系統(tǒng)將按此設(shè)定值周期循環(huán)巡檢，或者點(diǎn)擊立即采樣按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)巡檢。

通過(guò)內(nèi)阻的監(jiān)測(cè)可以對(duì)電池的性能進(jìn)行可靠預(yù)測(cè)，并通過(guò)組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)及時(shí)報(bào)警，以免出現(xiàn)事故。