智能充放電設(shè)備及實時監(jiān)測控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能充放電設(shè)備及實時監(jiān)測控制方法，屬于自動化監(jiān)測控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于機載蓄電池組充放電過程中，過充和過放控制非常難，因此需要每間隔一段時間檢查電池中每個單體電壓。傳統(tǒng)的方式是由蓄電池維護(hù)人員用萬用表進(jìn)行測量、記錄，并根據(jù)單體電壓參數(shù)停止充放維護(hù)。傳統(tǒng)維護(hù)方式存在效率低、歷史數(shù)據(jù)不便于查詢、測量電壓時容易使電極短路、蓄電池維護(hù)無人值守等諸多缺點。此外，在蓄電池組充放電的后期，電池的性能變化急劇，人工測量不滿足要求，經(jīng)常出現(xiàn)過充和過放現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電池的性能和使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種智能充放電設(shè)備及實時監(jiān)測控制方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實施的:智能充放電設(shè)備，由前臺執(zhí)行部件和后臺計算機控制系統(tǒng)兩部分組成，其中所述前臺執(zhí)行部件包括:充電模塊，用于對蓄電池組進(jìn)行充電工作；放電模塊，用于對蓄電池組進(jìn)行放電工作；顯控模塊，用于電池工藝設(shè)置，并對充放電模塊進(jìn)行控制；巡檢裝置，其集成有巡檢夾、采集電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM芯片、巡檢模塊、數(shù)據(jù)調(diào)理板，其中蓄電池組與巡檢夾插接，巡檢模塊用于對蓄電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、檢測，ARM芯片用于對巡檢模塊得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后得到的相關(guān)數(shù)據(jù)則通過CAN通訊總線發(fā)送給后臺計算機控制系統(tǒng)。
[0005]所述巡檢裝置采用兩個以上，所有的巡檢裝置以并行排列的方式通過CAN通訊總線與后臺計算機控制系統(tǒng)通訊連接，其中每一個巡檢裝置與一個蓄電池組對應(yīng)連接。
[0006]所述巡檢裝置中還集成有溫度傳感器。
[0007]所述智能充放電設(shè)備的實時監(jiān)測控制方法，采用以下步驟:
1)依據(jù)各蓄電池組的工藝文件，在智能充放電設(shè)備上進(jìn)行各蓄電池組維護(hù)操作的各階段參數(shù)的工藝設(shè)置；
2)將各蓄電池組分別與巡檢夾插接，然后編排蓄電池組的編號，緊接著在后臺計算機控制系統(tǒng)中選擇各蓄電池組的相應(yīng)控制通道；
3)輸入或調(diào)用已存儲的蓄電池組的編號，選擇維護(hù)工作的種類，開始相應(yīng)蓄電池組的充放電維護(hù)工作；
4)在蓄電池組的充放電維護(hù)工作中，通過采用巡檢裝置對蓄電池組的工作參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制和處理，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)信息發(fā)送給后臺計算機控制系統(tǒng)；
5)通過后臺計算機控制系統(tǒng)對步驟4)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢測，并與蓄電池組的工藝要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，蓄電池組合格可以裝機使用，不合格則告警提示。
[0008]另外，在蓄電池組的充放電維護(hù)工作中，還可以通過后臺計算機控制系統(tǒng)對充放電電流進(jìn)行實時校正，同時對采集數(shù)據(jù)的信息進(jìn)行實時記錄、數(shù)據(jù)處理和分析，生成標(biāo)準(zhǔn)記錄表，并按照蓄電池組的工藝標(biāo)準(zhǔn)對蓄電池組的定期維護(hù)進(jìn)行閉環(huán)控制和工作提醒。
[0009]本發(fā)明的有益效果:智能充放電設(shè)備具有同時支持多類型機載蓄電池組充放電維護(hù)的能力；具有充放電全過程自動控制檢測和記錄的功能；具有定期工作管理和提醒的功能；具有歷史數(shù)據(jù)查詢和分析的功能。實時監(jiān)測蓄電池組充放電維護(hù)過程，既滿足蓄電池組維護(hù)要求，又可降低操作人員工作量、以數(shù)字化顯控方式，完整、直觀的展示電池的周期維護(hù)狀態(tài)，及時工作提醒，達(dá)到蓄電池組的壽命、維護(hù)狀態(tài)、使用狀態(tài)、發(fā)放管理等進(jìn)行閉環(huán)控制，確保電池質(zhì)量。
[0010]
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明智能充放電設(shè)備的原理框圖。
[0012]圖2為巡檢裝置的工作原理框圖。
[0013]圖3為本發(fā)明智能充放電設(shè)備的監(jiān)測控制流程圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示的智能充放電設(shè)備，用于20GNG25、20GNG25A U5XYG45- (3)、20GNC25-(9)等機載蓄電池組的日常充放電維護(hù)。本實施例中的智能充放電設(shè)備由前臺執(zhí)行部件和后臺計算機控制系統(tǒng)兩部分組成，其中所述前臺執(zhí)行部件包括:充電模塊，用于對蓄電池組進(jìn)行充電工作；放電模塊，用于對蓄電池組進(jìn)行放電工作；顯控模塊，用于電池工藝設(shè)置，并對充放電模塊進(jìn)行控制；巡檢裝置，如圖2所示，其集成有巡檢夾、采集電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、ARM芯片、巡檢模塊、數(shù)據(jù)調(diào)理板，其中蓄電池組與巡檢夾插接，巡檢模塊用于對蓄電池組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、檢測，ARM芯片用于對巡檢模塊得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后得到的相關(guān)數(shù)據(jù)則通過CAN通訊總線發(fā)送給后臺計算機控制系統(tǒng)。所述巡檢裝置采用10個，所有的巡檢裝置以并行排列的方式通過CAN通訊總線與后臺計算機控制系統(tǒng)通訊連接，其中每一個巡檢裝置與一個蓄電池組對應(yīng)連接。所述巡檢裝置中還集成有溫度傳感器。
[0015]智能充放電設(shè)備在運行時，前臺既能以半自動方式工作，也能在后臺計算機軟件的控制下實現(xiàn)蓄電池的充放電、實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄等日常維護(hù)管理工作。智能充放電設(shè)備可以通過后臺軟件選擇10個通道中的任意幾個通道同時工作。計算機只顯示當(dāng)前選擇通道的充放電數(shù)據(jù)和曲線，要查看其它通道的工作只需在界面上選擇其他通道。在工作過程中如出現(xiàn)異常，蜂鳴器報警，報警燈閃爍并自動終止故障通道的維護(hù)工作。智能充放電設(shè)備工作時，軟件提示目前正在進(jìn)行的工作。工作結(jié)束后，保留結(jié)束畫面，下一步需執(zhí)行的任務(wù)由操作者來確定。為保存蓄電池的維護(hù)檔案，軟件有可維護(hù)數(shù)據(jù)庫，能對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除、添加、查詢、打印等操作。
[0016]巡檢裝置的工作原理:數(shù)據(jù)調(diào)理板完成數(shù)據(jù)處理、命令執(zhí)行與一定的邏輯判斷；數(shù)據(jù)處理部分完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，將外部的模擬信號(如電池的電壓、充電電流、溫度、故障信號等)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為ARM芯片可識別的數(shù)字信號，并將ARM芯片發(fā)出的指令(如設(shè)定電流、啟動、停止等)信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備能識別的模擬信號。這部分的核心在A/D和D/A轉(zhuǎn)換上，都采用外部擴展12位A/D和D/A轉(zhuǎn)換芯片，外擴芯片與ARM自帶轉(zhuǎn)換器相比，能更容易地控制精度，外圍電路更簡單。命令執(zhí)行部分完成電壓電流調(diào)整，模塊的啟動、停止等功能。邏輯判斷部分完成模塊重要內(nèi)容的判斷。模塊所有的數(shù)據(jù)都會由ARM芯片進(jìn)行采集，然后軟件進(jìn)行邏輯判斷，再發(fā)出指令通過命令執(zhí)行部分完成工作。核心ARM芯片是Cortxe-M3微控制器，其頻率可達(dá)10MHz，帶有2通道CAN控制器，I個UART帶有modem控制I/O并支持RS-485，70個通用I/O管腳，8通道12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，10位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，4個定時計數(shù)器等，能完全滿足充電模塊的資源需求，并且大大加快運行速度，減小外圍設(shè)計的要求。
巡檢模塊通過巡檢夾將所有單體電壓輸入到巡檢模塊中，通過限流、過壓保護(hù)電路進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換，通過對AD可編程芯片的寄存器配置與控制測量多路單體電壓，采集完所有單體電壓后將所有電壓通過CAN通訊總線發(fā)送到后臺計算機，同時通過RS485通訊發(fā)送到顯示屏上進(jìn)行顯示。
[0017]采用巡檢夾(針)連接每個單體，能快速進(jìn)行拆裝，而且不會損傷電池電極，通過后臺軟件設(shè)置單體數(shù)量和結(jié)束條件、故障條件，巡檢模塊可以以1S —次的采集周期采集所有單體電壓，將采集的單體電壓顯示在巡檢模塊和后臺計算機上，并將所有數(shù)據(jù)保存在后臺計算機中便于以后查詢。