CN112874374A - 一种基于plc控制的电动汽车自动换电装置监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，属于机械自动化技术领域。本发明包括操作员模块、数据库模块、自动换电模块和PLC监测中心，所述操作员模块用于工作人员对操作平台进行登录和监护，提供灵活方便的人机互动方式，所述数据库模块用于对各项设备参数进行采集、维护和处理，所述自动换电模块用于为电动汽车自动换电，所述PLC监测中心用于监测电动汽车自动换电装置的安全和误差问题，并对出现的故障及时处理，使用该系统，能够准确迅速地发现自动换电装置上出现的差错，并快速有效地纠正和解决，提高了电动汽车自动换电过程的安全性，减轻了人工检修的负担。
Description
技术领域
本发明涉及机械自动化技术领域，具体为一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统。
背景技术
电动汽车自动换电技术是伴随着新能源汽车产业的逐步发展而产生的，由于初期新能源汽车的续航能力不佳，国内企业、国家电网以及南方电网等相关企业都为换电模式的转变做出了积极的贡献。
相对于传统的充电模式，换电模式的优势体现在它缩短浏览能源补给所要花费的时间，大幅度地提高了新能源汽车的使用效率，且由于换电站通常储备足够量的动力电池，避免了快充对电池产生的损害。
为电动汽车进行自动换电的过程中，带来方便的同时，依然存在许多安全隐患，自动换电装置中定位结构以及机械手操作时都无法避免一些误差的存在，对整个换电过程进行实时监测必不可少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，该系统包括操作员模块、数据库模块、自动换电模块和PLC监测中心，所述PLC监测中心分别与操作员模块、数据库模块和自动换电模块相连；
所述操作员模块用于工作人员对操作平台进行登录和监护，向监测中心提供灵活方便的人机互动方式，所述数据库模块用于对各项设备参数进行采集、维护和处理，向监测中心提供数据支持，所述自动换电模块用于实现电动汽车自动换电，将模块内部产生的数据变化和运作状态传递给监测中心，所述PLC监测中心用于监测电动汽车自动换电装置的安全和误差问题，并对出现的故障及时处理，使用该系统，能够准确迅速地发现自动换电装置上出现的差错，并快速有效地纠正和解决，提高了电动汽车自动换电过程的安全性，减轻了人工检修的负担；
作为优选方案，所述PLC监测中心包括坐标数据存储区、指令存储区和指令核对单元，所述自动换电模块包括指令发布单元、坐标定位单元、自动换电池机构、编程单元、机械手运作单元和超时报警单元，所述指令发布单元与指令核对单元的一侧连接，所述指令核对单元的另一侧与指令存储区的一侧连接，所述指令存储区的另一侧与机械手运作单元连接，所述机械手运作单元与自动换电池机构相连，所述坐标定位单元的一侧与坐标数据存储区连接，所述坐标数据存储区与指令存储区连接，所述坐标定位单元的另一侧与自动换电池机构相连，所述编程单元与机械手运作单元连接，所述机械手运作单元与自动换电池机构相连，所述超时报警单元的一侧与自动换电池机构相连，所述超时报警单元的另一侧与PLC检测中心连接；
所述坐标定位单元用于定位电动汽车驶入自动换电站后，自动换电的过程中机械手前后变化的坐标位置，所述坐标数据存储区用于存储机械手的运作轨迹数据，所述指令发布单元用于发布汽车待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的指令，所述指令核对单元用于检测指令与PLC当前需要执行的指令的一致性，所述指令存储区用于储存正确的指令，所述机械手运作单元通过指令存储区的指令和坐标数据存储区的坐标位置完成对电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的动作，所述编程单元为机械手的运作编写执行程序，所述超时报警单元用于指令错误时自动换电池机构原地待机，超过等待时限后向PLC监测中心发出告警信息；
所述PLC监测中心受操作人员实时调控，人机互动灵活方便，不仅对电动汽车和电池仓的定位状况实时监测，还能检验指令发布的正确性，此外，全权掌控了数据库内部的数据变化，是系统的核心部分，起监测的主导作用；
作为优选方案，所述PLC监测中心包括远程控制单元、多设备远程监控单元、远程升级单元、故障诊断单元、远程编程单元、历史故障数据存储单元、数据采集单元、远程通讯单元和告警单元，所述远程控制单元的一侧与多设备远程监控单元连接，所述远程控制单元的另一侧与远程通讯单元相连，所述远程升级单元与故障诊断单元的一侧连接，所述历史故障数据存储单元与故障诊断单元的一侧连接，所述故障诊断单元的另一侧与远程编程单元的一侧相连，所述远程编程单元的另一侧与告警单元的一侧相连，所述告警单元的另一侧与远程通讯单元连接，所述数据采集单元与历史故障数据存储单元连接；
所述远程控制单元用于对自动换电装置实行远距离监视和操控，所述多设备远程监控单元用于同时监控多个为电动汽车自动换电的装置，所述远程升级单元用于对自动换电装置中的软件程序进行定期的升级和维护，所述数据采集单元将自动换电装置中曾经出现过的故障及解决方案记录下来，存储到历史故障数据存储单元中，所述故障诊断单元通过历史故障数据存储单元将现有故障与数据库中的内容作对比，查找出相似的问题并对照解决方案排除故障，恢复自动换电装置的正常运行，所述远程编程单元利用已有故障方案自动编程，排除装置纰漏，若找不到对应的现有方案，则发出警告信号，所述远程通讯单元用于多台PLC监测中心之间、维修人员与PLC监测中心之间实现信息互通和资源共享，所述告警单元用于接收来自远程编程单元的警告信号，通知维修人员与监测中心进行实时对接，在把握装置状态后快速排障；
所述PLC监测中心统盖多个设备之间的监控能力，具有对自动充电装置内部功能程序远程升级和维护的效用，将历史发生的故障与应对方案逐条存储在历史故障数据存储单元内，能在系统发生类似故障问题时快速调用出一种恰当的方案，将有效资源再利用，提高了解决故障的效率；
作为优选方案，所述机械手运作单元包括坐标接收模块、指令读取模块、指令交互模块、指令执行模块、PLC程序设定模块和组件管理监控模块，所述坐标接收模块与指令读取模块连接，所述指令读取模块与指令交互模块连接，所述指令交互模块与指令执行模块的一侧连接，所述PLC程序设定模块与指令执行模块连接，所述指令执行模块的另一侧与组件管理监控模块连接，所述组件管理监控模块包括连接拾取器移动子模块和机械手控制子模块，所述吸盘控制子模块连接拾取器移动子模块；
所述坐标接收模块接收坐标数据存储区的机械手运作轨迹数据，所述指令读取模块读取来自指令存储区的各项指令，包括电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的动作，所述指令交互模块将各项单独指令组合运用，杂糅形成各个自动充电过程中所需的连串动作指令，所述指令执行模块执行已经交互完成的指令，所述PLC程序设定模块辅助编译即将执行的指令，所述组件管理监控模块在指令执行的过程中管理和监控各组件的运作情况，机械手与拾取器相互协作，控制电动汽车的待机状态和电池仓的开放情况，伸入电动汽车底部，控制连接在拾取器上的吸盘完成取电池和放电池的动作，并将所有行动轨迹数据记录在组件管理控制模块之中，校对检验操作的精准度；
所述机械手运作单元由PLC监测中心已经核定无误的坐标位置和指令辅助运转，执行前根据具体情况将指令组合使用，组件之间的每一步调用和行动都由组件管理监控模块监管，保证第一时间监测出组件运行时的异常，也保障机械手实施操作的精确程度；
作为优选方案，所述组件管理监控模块内部安装DMP传感器和伺服电机驱动器，所述DMP传感器对机械手的运作进行运动对位，在电池的取送过程中，避免多个机械手之间发生碰撞和指令混乱，感应车体在地面上的起伏升降调控机械臂位置，所述伺服电机驱动器辅助调整机械手的运作，提高操作的平稳度，使自动换电过程更加安全顺畅；
所述自动换电池机构包括控制中心、汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元，所述控制中心与汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元连接，所述汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元依次连接；
所述自动换电池机构各单元依次运行，提取各个对应的位置上机械手的坐标位置，所述控制中心将操作指令的位置信息与提取信息一致化，然后由机械手完成电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池以及汽车放电池的动作，若位置信息和提取信息无法达成一致，PLC不作反应，直至超时报警；
所述自动换电池机构内部各单元功能职责鲜明，按操作步骤顺序进行，完整地完成每一辆电动汽车的自动换电流程，执行前核对指令与位置信息，有利于减小误差和故障产生的可能，及时向PLC监测中心报警，便于监测中心快速得出解决故障的措施；
所述操作员模块包括人机界面、处理器和通信接口，所述人机界面和处理器连接，所述处理器和通信接口连接，所述人机界面为操作员提供人机联系的途经，监视和控制整个系统，对自动充电装置的各个部件参数进行设置、修改和记录，所述通信接口具备与检测PLC检测中心进行数据通信的能力，所述处理器用于对采集到的数据进行统计、分析和计算，包括电池充电时间统计、充电效率估算和电池库存情况分析，其中，电池充电时间的计算公式为：
T为充电所需时间，C为标称容量，SOC为当前电池管理系统报值，A为充电电流；
SOC的计算公式：
Cn为剩余电量，Cm为额定电量；
所述处理器包括数据收集单元、数据控制单元和数据传输单元，所述数据收集单元用于收集来自充电仓和电池设备的状态参数，所述数据控制单元利用程序对数据进行修改，所述数据传输单元将处理完毕的数据传输到数据库中；
所述操作员模块提供了灵活便捷的人机交互手段，便于操作员更直观地实现对整个系统的监管控制，以及及时发现和处理系统中发生的意外事件，在机械自动运作中介入人为调控，有利于系统更加安全稳定地运转；
所述数据库模块包括数据载入单元、实时数据库、历史数据库和数据整理单元，所述数据库载入单元与实时数据库连接，所述实时数据库与历史数据库连接，所述数据整理单元与历史数据库连接；
所述数据载入单元用于及时将处理完毕的数据传载入实时数据库，实时数据库中的数值根据自动换电装置的运行情况变化而不断更新，操作和记录完毕的数据则归入历史数据库，所述数据整理单元根据存储空间变化定期对历史数据库进行整理；
所述数据库模块将自动换电装置在运行中产生的各种数据保存记录，定期维护和压缩整理，便于实时操作，以及后期运用时随时提取调用；
所述实时数据库包括数据库维护单元、在线操作单元和状态记录单元，所述数据库维护单元使用数据库维护工具，便于操作员对参数数值进行实时监视和查询，所述在线操作单元对参数数值进行修改和排序，所述状态记录单元记录下同一类型参数的变化状况；
所述实时数据库载入系统采集的实时数据，数据库内部只向操作员公开对这些数据的操作权限，利于统一管理和信息保密。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，能够准确迅速地发现自动换电装置上出现的差错，并快速有效地纠正和解决，提高了电动汽车自动换电过程的安全性，减轻了人工检修的负担，设置PLC监测中心，由操作人员实时调控，人机互动灵活方便，不仅对电动汽车和电池仓的定位状况实时监测，还能检验指令发布的正确性，此外，全权掌控了数据库内部的数据变化，是系统的核心部分，起监测的主导作用。
该监测系统统盖多个设备之间的监控能力，具有对自动充电装置内部功能程序远程升级和维护的效用，将历史发生的故障与应对方案逐条存储在历史故障数据存储单元内，能在系统发生类似故障问题时快速调用出一种恰当的方案，将有效资源再利用，提高了解决故障的效率。
由PLC监测中心将已经核定无误的坐标位置和指令辅助机械手运转，执行前根据具体情况将指令组合使用，组件之间的每一步调用和行动都由组件管理监控模块监管，保证第一时间监测出组件运行时的异常以及机械手实施操作的精确程度。自动换电池机构内部各单元功能职责鲜明，按操作步骤顺序进行，完整地完成每一辆电动汽车的自动换电流程，执行前核对指令与位置信息，有利于减小误差和故障产生的可能，及时向PLC监测中心报警，便于监测中心快速得出解决故障的措施。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统的结构示意图；
图2是本发明一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统的PLC监测中心结构示意图；
图3是本发明一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统的机械手运作单元结构示意图；
图4是本发明一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统的自动换电池机构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供技术方案：
如图1所示，一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，该系统包括操作员模块、数据库模块、自动换电模块和PLC监测中心，所述PLC监测中心分别与操作员模块、数据库模块和自动换电模块相连；
所述操作员模块用于工作人员对操作平台进行登录和监护，向监测中心提供灵活方便的人机互动方式，所述数据库模块用于对各项设备参数进行采集、维护和处理，向监测中心提供数据支持，所述自动换电模块用于实现电动汽车自动换电，将模块内部产生的数据变化和运作状态传递给监测中心，所述PLC监测中心用于监测电动汽车自动换电装置的安全和误差问题，并对出现的故障及时处理。
所述PLC监测中心包括坐标数据存储区、指令存储区和指令核对单元，所述自动换电模块包括指令发布单元、坐标定位单元、自动换电池机构、编程单元、机械手运作单元和超时报警单元，所述指令发布单元与指令核对单元的一侧连接，所述指令核对单元的另一侧与指令存储区的一侧连接，所述指令存储区的另一侧与机械手运作单元连接，所述机械手运作单元与自动换电池机构相连，所述坐标定位单元的一侧与坐标数据存储区连接，所述坐标数据存储区与指令存储区连接，所述坐标定位单元的另一侧与自动换电池机构相连，所述编程单元与机械手运作单元连接，所述机械手运作单元与自动换电池机构相连，所述超时报警单元的一侧与自动换电池机构相连，所述超时报警单元的另一侧与PLC检测中心连接；
所述坐标定位单元用于定位电动汽车驶入自动换电站后，自动换电的过程中机械手前后变化的坐标位置，所述坐标数据存储区用于存储机械手的运作轨迹数据，所述指令发布单元用于发布汽车待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的指令，所述指令核对单元用于检测指令与PLC当前需要执行的指令的一致性，所述指令存储区用于储存正确的指令，所述机械手运作单元通过指令存储区的指令和坐标数据存储区的坐标位置完成对电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的动作，所述编程单元为机械手的运作编写执行程序，所述超时报警单元用于指令错误时自动换电池机构原地待机，超过等待时限后向PLC监测中心发出告警信息；
所述操作员模块包括人机界面、处理器和通信接口，所述人机界面和处理器连接，所述处理器和通信接口连接，所述人机界面为操作员提供人机联系的途经，监视和控制整个系统，对自动充电装置的各个部件参数进行设置、修改和记录，所述通信接口具备与检测PLC检测中心进行数据通信的能力，所述处理器用于对采集到的数据进行统计、分析和计算，包括电池充电时间统计、充电效率估算和电池库存情况分析，其中，电池充电时间的计算公式为：
T为充电所需时间，C为标称容量，SOC为当前电池管理系统报值，A为充电电流；
SOC的计算公式：
Cn为剩余电量，Cm为额定电量；
所述处理器包括数据收集单元、数据控制单元和数据传输单元，所述数据收集单元用于收集来自充电仓和电池设备的状态参数，所述数据控制单元利用程序对数据进行修改，所述数据传输单元将处理完毕的数据传输到数据库中；
所述数据库模块包括数据载入单元、实时数据库、历史数据库和数据整理单元，所述数据库载入单元与实时数据库连接，所述实时数据库与历史数据库连接，所述数据整理单元与历史数据库连接；
所述数据载入单元用于及时将处理完毕的数据传载入实时数据库，实时数据库中的数值根据自动换电装置的运行情况变化而不断更新，操作和记录完毕的数据则归入历史数据库，所述数据整理单元根据存储空间变化定期对历史数据库进行整理；
所述实时数据库包括数据库维护单元、在线操作单元和状态记录单元，所述数据库维护单元使用数据库维护工具，便于操作员对参数数值进行实时监视和查询，所述在线操作单元对参数数值进行修改和排序，所述状态记录单元记录下同一类型参数的变化状况；
如图2所示，所述PLC监测中心包括远程控制单元、多设备远程监控单元、远程升级单元、故障诊断单元、远程编程单元、历史故障数据存储单元、数据采集单元、远程通讯单元和告警单元，所述远程控制单元的一侧与多设备远程监控单元连接，所述远程控制单元的另一侧与远程通讯单元相连，所述远程升级单元与故障诊断单元的一侧连接，所述历史故障数据存储单元与故障诊断单元的一侧连接，所述故障诊断单元的另一侧与远程编程单元的一侧相连，所述远程编程单元的另一侧与告警单元的一侧相连，所述告警单元的另一侧与远程通讯单元连接，所述数据采集单元与历史故障数据存储单元连接；
所述远程控制单元用于对自动换电装置实行远距离监视和操控，所述多设备远程监控单元用于同时监控多个为电动汽车自动换电的装置，所述远程升级单元用于对自动换电装置中的软件程序进行定期的升级和维护，所述数据采集单元将自动换电装置中曾经出现过的故障及解决方案记录下来，存储到历史故障数据存储单元中，所述故障诊断单元通过历史故障数据存储单元将现有故障与数据库中的内容作对比，查找出相似的问题并对照解决方案排除故障，恢复自动换电装置的正常运行，所述远程编程单元利用已有故障方案自动编程，排除装置纰漏，若找不到对应的现有方案，则发出警告信号，所述远程通讯单元用于多台PLC监测中心之间、维修人员与PLC监测中心之间实现信息互通和资源共享，所述告警单元用于接收来自远程编程单元的警告信号，通知维修人员与监测中心进行实时对接，在把握装置状态后快速排障；
如图3所示，所述机械手运作单元包括坐标接收模块、指令读取模块、指令交互模块、指令执行模块、PLC程序设定模块和组件管理监控模块，所述坐标接收模块与指令读取模块连接，所述指令读取模块与指令交互模块连接，所述指令交互模块与指令执行模块的一侧连接，所述PLC程序设定模块与指令执行模块连接，所述指令执行模块的另一侧与组件管理监控模块连接，所述组件管理监控模块包括连接拾取器移动子模块和机械手控制子模块，所述吸盘控制子模块连接拾取器移动子模块；
所述坐标接收模块接收坐标数据存储区的机械手运作轨迹数据，所述指令读取模块读取来自指令存储区的各项指令，包括电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的动作，所述指令交互模块将各项单独指令组合运用，杂糅形成各个自动充电过程中所需的连串动作指令，所述指令执行模块执行已经交互完成的指令，所述PLC程序设定模块辅助编译即将执行的指令，所述组件管理监控模块在指令执行的过程中管理和监控各组件的运作情况，机械手与拾取器相互协作，控制电动汽车的待机状态和电池仓的开放情况，伸入电动汽车底部，控制连接在拾取器上的吸盘完成取电池和放电池的动作，并将所有行动轨迹数据记录在组件管理控制模块之中，校对检验操作的精准度；
所述组件管理监控模块内部安装DMP传感器和伺服电机驱动器，所述DMP传感器对机械手的运作进行运动对位，在电池的取送过程中，避免多个机械手之间发生碰撞和指令混乱，感应车体在地面上的起伏升降调控机械臂位置，所述伺服电机驱动器辅助调整机械手的运作；
如图4所示，所述自动换电池机构包括控制中心、汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元，所述控制中心与汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元连接，所述汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元依次连接；
所述自动换电池机构各单元依次运行，提取各个对应的位置上机械手的坐标位置，所述控制中心将操作指令的位置信息与提取信息一致化，然后由机械手完成电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池以及汽车放电池的动作，若位置信息和提取信息无法达成一致，PLC不作反应，直至超时报警。
实施例一：
当处理器接收到充电信号后，操作员控制电池仓内电池开始充电，若该电池仓内的电池统一为剩余电量为4kvh，额定电量为20kvh，充电电流为8A，标称容量为60AH，则该电池的充电时间为多少。
电动汽车的充电模式有常规充电和快速充电这两种，由于快速充电是利用较大电流在电动汽车停驻的短时间内应急充电，不仅充电时间短，对电池的伤害也很大，而利用常规充电方式对自动充电装置内的电池进行充电，充电时间虽然长，但在合理运用和调派之后，为放电终止的多个蓄电池同时进行充电，使用自动换电装置，提高电动汽车补能的整体效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：该系统包括操作员模块、数据库模块、自动换电模块和PLC监测中心，所述PLC监测中心分别与操作员模块、数据库模块和自动换电模块相连；
所述操作员模块用于工作人员对操作平台进行登录和监护，向监测中心提供灵活方便的人机互动方式，所述数据库模块用于对各项设备参数进行采集、维护和处理，向监测中心提供数据支持，所述自动换电模块用于实现电动汽车自动换电，将模块内部产生的数据变化和运作状态传递给监测中心，所述PLC监测中心用于监测电动汽车自动换电装置的安全和误差问题，并对出现的故障及时处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述PLC监测中心包括坐标数据存储区、指令存储区和指令核对单元，所述自动换电模块包括指令发布单元、坐标定位单元、自动换电池机构、编程单元、机械手运作单元和超时报警单元，所述指令发布单元与指令核对单元的一侧连接，所述指令核对单元的另一侧与指令存储区的一侧连接，所述指令存储区的另一侧与机械手运作单元连接，所述机械手运作单元与自动换电池机构相连，所述坐标定位单元的一侧与坐标数据存储区连接，所述坐标数据存储区与指令存储区连接，所述坐标定位单元的另一侧与自动换电池机构相连，所述编程单元与机械手运作单元连接，所述机械手运作单元与自动换电池机构相连，所述超时报警单元的一侧与自动换电池机构相连，所述超时报警单元的另一侧与PLC检测中心连接；
所述坐标定位单元用于定位电动汽车驶入自动换电站后，自动换电的过程中机械手前后变化的坐标位置，所述坐标数据存储区用于存储机械手的运作轨迹数据，所述指令发布单元用于发布汽车待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的指令，所述指令核对单元用于检测指令与PLC当前需要执行的指令的一致性，所述指令存储区用于储存正确的指令，所述机械手运作单元通过指令存储区的指令和坐标数据存储区的坐标位置完成对电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的动作，所述编程单元为机械手的运作编写执行程序，所述超时报警单元用于指令错误时自动换电池机构原地待机，超过等待时限后向PLC监测中心发出告警信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述PLC监测中心包括远程控制单元、多设备远程监控单元、远程升级单元、故障诊断单元、远程编程单元、历史故障数据存储单元、数据采集单元、远程通讯单元和告警单元，所述远程控制单元的一侧与多设备远程监控单元连接，所述远程控制单元的另一侧与远程通讯单元相连，所述远程升级单元与故障诊断单元的一侧连接，所述历史故障数据存储单元与故障诊断单元的一侧连接，所述故障诊断单元的另一侧与远程编程单元的一侧相连，所述远程编程单元的另一侧与告警单元的一侧相连，所述告警单元的另一侧与远程通讯单元连接，所述数据采集单元与历史故障数据存储单元连接；
所述远程控制单元用于对自动换电装置实行远距离监视和操控，所述多设备远程监控单元用于同时监控多个为电动汽车自动换电的装置，所述远程升级单元用于对自动换电装置中的软件程序进行定期的升级和维护，所述数据采集单元将自动换电装置中曾经出现过的故障及解决方案记录下来，存储到历史故障数据存储单元中，所述故障诊断单元通过历史故障数据存储单元将现有故障与数据库中的内容作对比，查找出相似的问题并对照解决方案排除故障，恢复自动换电装置的正常运行，所述远程编程单元利用已有故障方案自动编程，排除装置纰漏，若找不到对应的现有方案，则发出警告信号，所述远程通讯单元用于多台PLC监测中心之间、维修人员与PLC监测中心之间实现信息互通和资源共享，所述告警单元用于接收来自远程编程单元的警告信号，通知维修人员与监测中心进行实时对接，在把握装置状态后快速排障。
4.根据权利要求2所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述机械手运作单元包括坐标接收模块、指令读取模块、指令交互模块、指令执行模块、PLC程序设定模块和组件管理监控模块，所述坐标接收模块与指令读取模块连接，所述指令读取模块与指令交互模块连接，所述指令交互模块与指令执行模块的一侧连接，所述PLC程序设定模块与指令执行模块连接，所述指令执行模块的另一侧与组件管理监控模块连接，所述组件管理监控模块包括连接拾取器移动子模块和机械手控制子模块，所述吸盘控制子模块连接拾取器移动子模块；
所述坐标接收模块接收坐标数据存储区的机械手运作轨迹数据，所述指令读取模块读取来自指令存储区的各项指令，包括电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池、汽车放电池的动作，所述指令交互模块将各项单独指令组合运用，杂糅形成各个自动充电过程中所需的连串动作指令，所述指令执行模块执行已经交互完成的指令，所述PLC程序设定模块辅助编译即将执行的指令，所述组件管理监控模块在指令执行的过程中管理和监控各组件的运作情况，机械手与拾取器相互协作，控制电动汽车的待机状态和电池仓的开放情况，伸入电动汽车底部，控制连接在拾取器上的吸盘完成取电池和放电池的动作，并将所有行动轨迹数据记录在组件管理控制模块之中，校对检验操作的精准度。
5.根据权利要求4所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述组件管理监控模块内部安装DMP传感器和伺服电机驱动器，所述DMP传感器对机械手的运作进行运动对位，在电池的取送过程中，避免多个机械手之间发生碰撞和指令混乱，感应车体在地面上的起伏升降调控机械臂位置，所述伺服电机驱动器辅助调整机械手的运作。
6.根据权利要求2所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述自动换电池机构包括控制中心、汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元，所述控制中心与汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元连接，所述汽车待机单元、汽车取电池单元、电池仓待机单元、电池仓放电池单元、电池仓二次待机单元、电池仓取电池单元、汽车二次待机单元和汽车放电池单元依次连接；
所述自动换电池机构各单元依次运行，提取各个对应的位置上机械手的坐标位置，所述控制中心将操作指令的位置信息与提取信息一致化，然后由机械手完成电动汽车的待机和取电池、电池仓待机和取电池以及汽车放电池的动作，若位置信息和提取信息无法达成一致，PLC不作反应，直至超时报警。
7.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述操作员模块包括人机界面、处理器和通信接口，所述人机界面和处理器连接，所述处理器和通信接口连接，所述人机界面为操作员提供人机联系的途经，监视和控制整个系统，对自动充电装置的各个部件参数进行设置、修改和记录，所述通信接口具备与检测PLC检测中心进行数据通信的能力，所述处理器用于对采集到的数据进行统计、分析和计算，包括电池充电时间统计、充电效率估算和电池库存情况分析，其中，电池充电时间的计算公式为：
T为充电所需时间，C为标称容量，SOC为当前电池管理系统报值，A为充电电流；
SOC的计算公式：
Cn为剩余电量，Cm为额定电量。
8.根据权利要求7所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述处理器包括数据收集单元、数据控制单元和数据传输单元，所述数据收集单元用于收集来自充电仓和电池设备的状态参数，所述数据控制单元利用程序对数据进行修改，所述数据传输单元将处理完毕的数据传输到数据库中。
9.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述数据库模块包括数据载入单元、实时数据库、历史数据库和数据整理单元，所述数据库载入单元与实时数据库连接，所述实时数据库与历史数据库连接，所述数据整理单元与历史数据库连接；
所述数据载入单元用于及时将处理完毕的数据传载入实时数据库，实时数据库中的数值根据自动换电装置的运行情况变化而不断更新，操作和记录完毕的数据则归入历史数据库，所述数据整理单元根据存储空间变化定期对历史数据库进行整理。
10.根据权利要求9所述的一种基于PLC控制的电动汽车自动换电装置监测系统，其特征在于：所述实时数据库包括数据库维护单元、在线操作单元和状态记录单元，所述数据库维护单元使用数据库维护工具，便于操作员对参数数值进行实时监视和查询，所述在线操作单元对参数数值进行修改和排序，所述状态记录单元记录下同一类型参数的变化状况。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115782681A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-03-14 | 江苏智慧优视电子科技有限公司 | 一种应用于新能源重卡电池箱的定位系统及方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102717778A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-10 | 山东电力集团公司电力科学研究院 | 一种电动乘用车底盘电池更换系统及方法 |
| CN103693022A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-04-02 | 西安航天精密机电研究所 | 基于plc控制的电动汽车自动换电池机构的换电池方法 |
| CN103693024A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-04-02 | 西安航天精密机电研究所 | 一种电动汽车全自动换电池控制系统及方法 |
| CN107341092A (zh) * | 2016-07-25 | 2017-11-10 | 南京燚麒智能科技有限公司 | 一种智能设备远程协同监控诊断方法 |
| CN108897268A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-11-27 | 深圳市佳运通电子有限公司 | 加热炉故障诊断系统 |
| CN110530419A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-12-03 | 上海电器科学研究所（集团）有限公司 | 一种无人值守下的综合管廊自控设备管理系统 |
| CN111209131A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-29 | 航天信息股份有限公司广州航天软件分公司 | 一种基于机器学习确定异构系统的故障的方法和系统 |
| CN111942207A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 高丰 | 一种基于大数据的电动汽车智能充电管理系统 |
-
2021
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102717778A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-10 | 山东电力集团公司电力科学研究院 | 一种电动乘用车底盘电池更换系统及方法 |
| CN103693022A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-04-02 | 西安航天精密机电研究所 | 基于plc控制的电动汽车自动换电池机构的换电池方法 |
| CN103693024A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-04-02 | 西安航天精密机电研究所 | 一种电动汽车全自动换电池控制系统及方法 |
| CN107341092A (zh) * | 2016-07-25 | 2017-11-10 | 南京燚麒智能科技有限公司 | 一种智能设备远程协同监控诊断方法 |
| CN108897268A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-11-27 | 深圳市佳运通电子有限公司 | 加热炉故障诊断系统 |
| CN110530419A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-12-03 | 上海电器科学研究所（集团）有限公司 | 一种无人值守下的综合管廊自控设备管理系统 |
| CN111209131A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-29 | 航天信息股份有限公司广州航天软件分公司 | 一种基于机器学习确定异构系统的故障的方法和系统 |
| CN111942207A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-17 | 高丰 | 一种基于大数据的电动汽车智能充电管理系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115782681A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-03-14 | 江苏智慧优视电子科技有限公司 | 一种应用于新能源重卡电池箱的定位系统及方法 |
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