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充電機充電鉛酸蓄電池是目前數(shù)據(jù)中心UPS和通信電源中最普遍使用的備用電源充電機充電蓄電池。目前運行的充電機充電鉛酸蓄電池組中容量劣化、備用時間不足的現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率較高，導致部分充電機充電蓄電池的實際使用壽命遠低于設計壽命。充電機充電蓄電池性能的不穩(wěn)定是電源系統(tǒng)，特別是UPS電源系統(tǒng)，穩(wěn)定工作的巨大隱患。通過引入本充電機充電蓄電池在線監(jiān)測管理系統(tǒng)，以達到對于充電機充電蓄電池進行實時監(jiān)控和有效維護的目的。
主要作用在于：
1
保障各單體充電機充電蓄電池充電電壓、電流及溫度等運行參數(shù)的合理性。
2
通過對于各單體充電機充電蓄電池交流阻抗（非直流內(nèi)阻）的在線測試，準確判斷充電機充電蓄電池組中的劣化充電機充電蓄電池。及時發(fā)現(xiàn)容量不足充電機充電蓄電池，保障充電機充電蓄電池系統(tǒng)放電時間。
3
對于充電機充電蓄電池組及各單體電池的報警狀態(tài)進行判斷并記錄。
4
依靠現(xiàn)有動力環(huán)境監(jiān)控或其他網(wǎng)絡傳輸方式，實現(xiàn)對于充電機充電蓄電池參數(shù)的遠程監(jiān)控。
5
核對性放電測試時，能夠定時記錄充電機充電蓄電池的單體電壓和阻抗變化，獲得各單體電池放電曲線。(與上位監(jiān)控軟件配合實現(xiàn))
6
自動生成充電機充電蓄電池各指定運行時間段的報表。(與上位監(jiān)控軟件配合實現(xiàn))



功能概述

1基本功能
　　充電機充電蓄電池監(jiān)測管理系統(tǒng)，應該對其監(jiān)控的充電機充電蓄電池組和電池組中各單體充電機充電蓄電池參數(shù)進行實時監(jiān)控。包括：
1
單體充電機充電蓄電池電壓、電池組電流和環(huán)境溫度的實時監(jiān)測；通過選配，可支持單體電池溫度測量功能。
　　系統(tǒng)能夠準確測量各單體電池電壓、電池組充放電電流、電池組電壓、環(huán)境溫度。通過擴展溫度監(jiān)測模塊，系統(tǒng)支持對于單體電池溫度的監(jiān)測和顯示。系統(tǒng)自動循環(huán)檢測充電機充電蓄電池組中各單體充電機充電蓄電池電壓、電池組電流和環(huán)境溫；UPS/EPS充電機充電蓄電池監(jiān)測管理系統(tǒng)每10秒鐘對充電機充電蓄電池各參數(shù)進行一次檢測。


2
具有單體充電機充電蓄電池交流阻抗測試功能，能夠準確反映充電機充電蓄電池劣化狀態(tài)
　　系統(tǒng)經(jīng)過權威機構測試，系統(tǒng)測試獲得的單體充電機充電蓄電池阻抗結(jié)果應與充電機充電蓄電池的劣化狀態(tài)具有較高的關聯(lián)性，能過準確反映充電機充電蓄電池的劣化。系統(tǒng)能夠根據(jù)遠程或本地發(fā)送的操作命令，自動的對充電機充電蓄電池組中的各單體充電機充電蓄電池進行阻抗試驗；
　　單體充電機充電蓄電池阻抗測試過程中，不需要任何人為干預或?qū)﹄娫礌顟B(tài)做任何調(diào)整，可以依靠系統(tǒng)完全自動實現(xiàn)；能夠在浮充、均充、放電、離線等不同狀態(tài)下，對電池組中的單體進行阻抗測試；采用交流阻抗測試方法，系統(tǒng)應能準確測試各單體電池的阻抗，而不是直流內(nèi)阻。單體充電機充電蓄電池阻抗測試過程中，不對充電機充電蓄電池組或其中的部分連接充電機充電蓄電池進行放電。
3
報警及報警狀態(tài)輸出
　　系統(tǒng)根據(jù)實時監(jiān)控數(shù)據(jù)對不同種類的報警進行判斷，并可通過通信接口及開關量輸出節(jié)點對報警狀態(tài)進行遠程傳輸；
　　系統(tǒng)通信協(xié)議內(nèi)應包含對于報警狀態(tài)的判斷和設置，能夠在第一時間將系統(tǒng)報警發(fā)送到主控中心。
　　系統(tǒng)具備單獨的開關輸出，并通過不同的開關量輸出指示不同的系統(tǒng)報警狀態(tài)，當通信連接問題時仍然能夠?qū)缶癄顟B(tài)進行判斷，并通過開關量節(jié)點進行輸出。根據(jù)不同的報警狀態(tài)系統(tǒng)提供緊急報警、預警及連接告警等3類報警輸出開關量：緊急報警（針對電池斷路、短路或溫度過高等條件進行報警）；預警（針對系統(tǒng)中單體電池阻抗異常進行報警）；連接告警（當系統(tǒng)與充電機充電蓄電池之間的連接、系統(tǒng)的主站通信等出現(xiàn)問題時，通過開關量進行報警）。系統(tǒng)報警具有良好的實時性，從系統(tǒng)中出現(xiàn)緊急報警到系統(tǒng)對報警狀態(tài)進行開關量輸出時間應不超過20秒。


4
通信接口
　　系統(tǒng)具有標準的通信接口，支持遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控和系統(tǒng)狀態(tài)查詢。系統(tǒng)可支持擴展RS232、RS485、RS422、TCP/IP、光纖等多種網(wǎng)絡接口UPS/EPS充電機充電蓄電池監(jiān)測管理系統(tǒng)式。標準系統(tǒng)應具有標準485或RS422傳輸接口，并支持MODBUS標準通信協(xié)議。并可通過擴展實現(xiàn)其他多種接口方式。
5
數(shù)據(jù)存儲及放電記錄
　　結(jié)合上位軟件監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠?qū)Τ潆姍C充電蓄電池的報警數(shù)據(jù)及放電數(shù)據(jù)進行記錄。以上記錄需掉電保持，只能通過操作員調(diào)用、查看或刪除；系統(tǒng)能夠?qū)λ械膱缶瘮?shù)據(jù)進行記錄，記錄內(nèi)容包括：故障點位置、故障內(nèi)容、起始時間、結(jié)束時間等。充電機充電蓄電池組放電時，系統(tǒng)可以通過人為控制指令開始記錄各電池組的放電數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)中，供遠程傳輸或本地調(diào)用。


6
本地數(shù)據(jù)顯示和操作（選裝）
　　除通過網(wǎng)絡實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠程傳輸和監(jiān)控外，系統(tǒng)支持在電池室本地的數(shù)據(jù)顯示及狀態(tài)查詢。通過5.7英寸工業(yè)觸摸屏，可以實現(xiàn)本地的實時數(shù)據(jù)顯示、實時報警狀態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、歷史報警數(shù)據(jù)查詢等。


2可擴展性和安全性
1
系統(tǒng)能夠滿足各種充電機充電蓄電池配置的UPS系統(tǒng)的監(jiān)控要求。系統(tǒng)能夠滿足由2V，6V，12V等不同單體電壓構成的UPS系統(tǒng)充電機充電蓄電池監(jiān)控的要求。
2
充電機充電蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)與電池連接部分（主要包括與充電機充電蓄電池有直接電氣聯(lián)系的芯片及連接器等）應采用高可靠性及高耐壓器件。由于UPS用充電機充電蓄電池系統(tǒng)屬于高壓直流系統(tǒng)，本充電機充電蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)充分考慮系統(tǒng)高壓的特點，不會因充電機充電蓄電池系統(tǒng)的引入而增加UPS系統(tǒng)風險。系統(tǒng)中各隔離部分之間均達到DC1500V的耐壓要求。


3
電磁兼容性及過壓、過流保護. 
充電機充電蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)必須具有良好的電磁兼容性和防雷擊、防過壓及過電流保護措施。
4
數(shù)據(jù)安全性
　　充電機充電蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)應具有掉電保持型數(shù)據(jù)存儲功能；系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測數(shù)據(jù)以及報警狀態(tài)進行自動記錄。在網(wǎng)絡連接不順暢的情況下，仍能夠?qū)ο到y(tǒng)的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和實時分析。


3產(chǎn)品的冗余性能

　　充電機充電蓄電池監(jiān)測產(chǎn)品采用高可靠性設計，并在產(chǎn)品設計之初秉承安全可靠性第一的原則。產(chǎn)品在設計上采用高耐壓設計的同時，在系統(tǒng)的安裝和使用過程中加入了多重的安全防護。如在系統(tǒng)與充電機充電蓄電池連接的采樣電纜中串入保險線，以防止由于安裝過程中的誤操作或系統(tǒng)損壞對于充電機充電蓄電池的影響。
　　另外，充電機充電蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)與UPS系統(tǒng)之間沒有直接的電聯(lián)系。充電機充電蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)一旦損壞只是會自身停止工作，絕不會影響到UPS系統(tǒng)的正常運行。系統(tǒng)只是在安裝時，為系統(tǒng)和人員安全考慮，需要將所連接的本組充電機充電蓄電池脫離開UPS系統(tǒng)。其他時間，充電機充電蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)與UPS系統(tǒng)本身沒有直接關系，不會對UPS系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成任何影響。


4測量參數(shù)精度及功能指標


　　充電機充電蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構設計。根據(jù)不同模塊的功能分為數(shù)據(jù)采集模塊及控制單元。
技術指標
　　以U400-S2數(shù)據(jù)采集模塊與內(nèi)阻監(jiān)測模塊一體機為例。U400-S2模塊通過采樣線與各單體電池的連接，單一模塊即可實現(xiàn)對于單體電池的電壓、內(nèi)阻、電池組電流及環(huán)境溫度的實時監(jiān)測。根據(jù)測試充電機充電蓄電池的種類不同數(shù)據(jù)采集模塊可分為2V,6V和12V模塊。每個模塊為19英寸1U標準機箱。
　　每個模塊最多能夠連接48只充電機充電蓄電池。數(shù)據(jù)采集模塊與每只單體充電機充電蓄電池連接，監(jiān)測單體充電機充電蓄電池電壓、電池組電流和環(huán)境溫度。依據(jù)遠程監(jiān)控設備或本地操作模塊提供的指令，實現(xiàn)對于單體充電機充電蓄電池內(nèi)阻的在線檢測。多個數(shù)據(jù)采集模塊可以通過RS485接口進行連接，通過網(wǎng)絡擴展?jié)M足各種充電機充電蓄電池配置的要求。
　　U400-S模塊具有內(nèi)阻監(jiān)測功能，模塊內(nèi)置內(nèi)阻測試所需的交流內(nèi)阻測試信號發(fā)送接口，將內(nèi)阻監(jiān)測模塊是產(chǎn)生的交流信號注入到電池組中。利用數(shù)據(jù)采集模塊捕捉各單體充電機充電蓄電池對于該信號的反饋信號。完成對于單體電池內(nèi)阻的監(jiān)測。每個內(nèi)阻模塊只需與充電機充電蓄電池組進行簡單連線就可以實現(xiàn)單體充電機充電蓄電池內(nèi)阻的準確監(jiān)測。


控制和通信單元
　　控制和通信單元對數(shù)據(jù)采集單元工作進行控制。控制和通信單元包括2部分：本地操作觸摸屏和主控模塊。主控模塊負責對與其連接的數(shù)據(jù)采集單元進行控制。通過通信接口，實時采集數(shù)據(jù)采集單元的最新數(shù)據(jù)。可通過多種接口將獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂行模⒖赏ㄟ^觸摸屏進行本地數(shù)據(jù)顯示和操作。利用本地觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)充電機充電蓄電池的數(shù)據(jù)的本地查詢和系統(tǒng)的設置，指示清晰、操作方便。
　　主控模塊具有多個報警數(shù)據(jù)輸出點，可以對不同報警狀態(tài)（緊急、非緊急、預警等）進行報警開關量輸出。主控模塊可存儲大于10000個數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)。可以對系統(tǒng)報警及歷史數(shù)據(jù)進行存儲。
　　在網(wǎng)絡通信方式上，主控模塊提供標準MODBUS協(xié)議，便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與集中監(jiān)控。準確顯示單體電池實時數(shù)據(jù)及報警數(shù)據(jù)。觸摸操作，簡單便捷實現(xiàn)對于系統(tǒng)的參數(shù)和報警閾值的本次設置。


基本技術說明

1充電機充電蓄電池內(nèi)阻監(jiān)測技術概述
　　充電機充電蓄電池監(jiān)測管理系統(tǒng)，采用巨成具有自主知識產(chǎn)權的發(fā)明專利技術設計和制造。通過實時在線的測量各單體電池電壓，電池組電流、溫度等運行參數(shù)，同時準確測量各單體充電機充電蓄電池內(nèi)阻保證充電機充電蓄電池可靠、穩(wěn)定運行；大大降低了充電機充電蓄電池維護的難度和使用風險。巨成的內(nèi)阻測試技術在國內(nèi)外多個生產(chǎn)廠家和現(xiàn)場進行過充分的測試和認證并獲得了國內(nèi)外同行和使用者的一致認可。
　　典型的充電機充電蓄電池故障如硫化、失水、極板腐蝕等現(xiàn)象，將造成充電機充電蓄電池內(nèi)阻的顯著變化。通過連續(xù)有效地監(jiān)測充電機充電蓄電池內(nèi)阻，能夠準確發(fā)現(xiàn)充電機充電蓄電池容量的故障。避免由于充電機充電蓄電池嚴重劣化造成的充電機充電蓄電池起火、爆炸等惡性事故的發(fā)生。充電機充電蓄電池典型劣化方式與內(nèi)阻關系的對應。


2巨成充電機充電蓄電池交流阻抗測試技術
　　基于脈動直流激勵技術的充電機充電蓄電池交流阻抗測試方法對于交流阻抗測試法而言，小信號捕捉、交流信號處理、抗干擾處理以及特性阻抗的選擇是該技術的難點。由于充電機充電蓄電池的交流阻抗測試是本項目中的基礎技術，該技術的實現(xiàn)對于本項目具有比較關鍵的意義。采用交流法測試充電機充電蓄電池阻抗，對于微小信號的捕捉具有很高的要求。由于充電機充電蓄電池的阻抗一般非常微小（通信用充電機充電蓄電池一般為數(shù)十微歐至數(shù)毫歐），需要高精度的電子電路配合才能實現(xiàn)對于充電機充電蓄電池阻抗的準確測量。下圖為充電機充電蓄電池阻抗的等效電路圖：


　　在測試過程中，由于充電機充電蓄電池的阻抗數(shù)值非常微小，任何干擾信號都有可能對測試結(jié)果造成致命的影響。合理和有效的濾波電路是設計中必須要解決的問題。采用交流法，對于測試信號的頻率選擇非常重要。測試頻率應選擇在獲得的特性阻抗與充電機充電蓄電池劣化性能相關性最好的頻率段。對于充電機充電鉛酸蓄電池，根據(jù)公認的研究成果，對于充電機充電鉛酸蓄電池測試的最優(yōu)頻率為數(shù)赫茲至數(shù)十赫茲之間。巨成科技的測試頻率選擇在10-300赫茲的頻率范圍,完全符合充電機充電蓄電池內(nèi)阻監(jiān)控的國際通行標準。
　　基于充電機充電蓄電池的阻抗特性分析充電機充電蓄電池的劣化狀態(tài)是對充電機充電蓄電池故障判斷的有效方法。特別是在充電機充電蓄電池出現(xiàn)一定幅度的性能劣化時，通過阻抗特性來判斷是非常有效的。利用充電機充電蓄電池阻抗對充電機充電蓄電池的劣化進行判斷的標準一般是，當充電機充電蓄電池在浮充狀態(tài)下的特性阻抗增加50%時，充電機充電蓄電池的容量一般會有10-30%的變化。內(nèi)阻變化一般經(jīng)歷3個階段：
1
投運初期，電池進入穩(wěn)定運行期間，電池內(nèi)阻有所下降；
2
在電池正常運行的很長一段時間，內(nèi)阻保持相對穩(wěn)定；
3
在電池壽命終結(jié)前的一段時間，內(nèi)阻呈快速上升趨勢
4
充電機充電蓄電池的阻抗特性與其劣化狀態(tài)的相關性，可以通過充電機充電蓄電池的典型劣化方式加以說明。工業(yè)用充電機充電蓄電池的典型劣化方式包括：失水、極板腐蝕和活性物質(zhì)脫落、硫化、極板短路和極板連接不良等。同時，充電機充電蓄電池的阻抗特性還與其運行狀態(tài)如溫度有關。

5
網(wǎng)絡集中監(jiān)控軟件

監(jiān)控平臺簡介  
充電機充電蓄電池參數(shù)綜合分析系統(tǒng)

1
概   述
　　TP-MASTER充電機充電蓄電池參數(shù)綜合分析系統(tǒng)與采集模塊進行通信，并將相關參數(shù)進行顯示。通過通信接口，實時采集模塊的最新數(shù)據(jù)。可通過多種接口將獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂行模⒖赏ㄟ^遠程監(jiān)控平臺顯示數(shù)據(jù)、對監(jiān)測模塊進行操作。利用本地觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)充電機充電蓄電池的數(shù)據(jù)的本地查詢和系統(tǒng)的設置，指示清晰、操作方便。在網(wǎng)絡通信方式上，TP-MASTER提供標準RS232接口，并兼容MODBUS協(xié)議，便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與集中監(jiān)控。TP-MASTER采用工業(yè)觸摸屏，準確顯示單體電池實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及報警數(shù)據(jù)。觸摸操作，簡單便捷實現(xiàn)對于系統(tǒng)的參數(shù)和報警閾值的本地設置。

2
基本功能
　　顯示功能：單體電池電壓、電流、內(nèi)阻。
　　告警功能：單體電池的溫度告警、電壓、電流、內(nèi)阻異常告警
　　報表功能：單體電池電壓小時數(shù)據(jù)，單體電池內(nèi)阻每日數(shù)據(jù)
　　電池組充、放電數(shù)據(jù)、單體電池充、放電數(shù)據(jù)、單體電池電壓小時曲線、單體電池內(nèi)阻曲線。
　　參數(shù)設置：電池電壓、電流、容量、溫度門檻值。
　　操作功能：電池修復。
　　通信接口：RS485
　　通信接口（對U400-S）
　　集中監(jiān)控及通信功能：自動存儲30天內(nèi)單體電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)；自動存儲電池組充電、放電下的數(shù)據(jù)；
　　歷史數(shù)據(jù)顯示及存儲：自動存儲24小時內(nèi)單體電池電壓數(shù)據(jù)。