CN201893593U - 远程控制蓄电池充放电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种远程控制蓄电池充放电系统，以解决传统测试设备智能化程度低、维护工作效率低等问题。本实用新型在传统蓄电池充放电系统的基础上增加了手机短信模块、视频监控模块、温度监测告警模块和无线传输模块；手机短信模块和视频监控模块能向远端监控设备报告系统工作状况并接收来自3G手机和/或远端PC机的代码指令使系统停止工作，并且自动切断系统与电池组的连接；温度监测告警模块能对每节蓄电池温度进行实时监测，通过设定阈值，进行告警。本实用新型实现了工作人员不在现场值守就可以随时掌握设备、电池的工作状态，改变了目前蓄电池组充放电试验所需时间长、工作效率低下的现状，提高了管理水平。

Description

远程控制蓄电池充放电系统

技术领域

本实用新型涉及蓄电池充放电测试设备，具体涉及一种远程控制蓄电池充放电系统。

背景技术

传统的蓄电池充放电测试设备只具有单纯的放电或充电功能，没有远程控制功能，智能化水平低下。国内产业界广泛采用人工控制蓄电池的充放电测试过程，操作人员必须现场值守，由于一次充放电试验至少需要18个小时，工作强度大，工作效率低下，到目前为止没有有效途径解决此难题。

另外，通信、电力所用蓄电池组是由多接单体蓄电池用螺栓或连接条串联组成，由于安装时螺栓没有拧紧或长期运行热胀冷缩等原因，造成螺栓松动，接触电阻变大；电池组中个别电池极板严重硫化，易造成电池自身内阻增大。按规程要求蓄电池充放电试验，必须采用十小时率大电流(0.1C)充放。电池组在大电流充放电的情况下，这些部位易发热，往往会发生温度升高，导致电池起火、爆炸等危险事故，也有可能出现电池内部短路造成的电池发热、变形，如果不能即时发现，也可造成电池起火爆炸。目前国内还没有彻底解决此问题的办法。而目前国内蓄电池充放电测试设备均未设计单体电池温度监控、温升告警和温升超限停机功能，现场工作人员也很难监测到单体电池的温度变化，存在极大的安全隐患。

由此可见传统的蓄电池充放电测试设备具有以下不足：1、充放电时间长，工作效率低下。2、不能进行温度监测告警，电池发热易引起爆炸，存在安全隐患。3、需要人工值守，远离维护现场便不能掌握仪表工作情况。4、上级部门不能实时了解电池维护情况。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种远程控制蓄电池充放电系统，以解决传统测试设备智能化程度低、维护工作效率低等问题。

本实用新型的技术方案如下：

远程控制蓄电池充放电系统，包括充电装置、放电装置和远程监控装置，所述远程监控装置包括远端监控设备、设置于现场的微处理器和现场数据采集设备，其中远端监控设备与微处理器通过无线网络通信连接。所述充电装置和放电装置通常与微处理器电连接，通过微处理器控制进行充放电操作。

上述微处理器具有数据处理单元、手机短信收发单元和无线传输单元。

上述现场数据采集设备包括单体电池电压采集单元和单体电池温度采集单元，若有需要，也可对电池的其它运行参数进行采集。

上述现场数据采集设备还包括设置于现场的摄像头，这样就可以将现场的视频信息传送给远端监控设备；所述远端监控设备为3G手机和/或远端PC机。

上述单体电池温度采集单元采用热电偶传感器，热电偶传感器内置于用于单体电池电压采集的电压采集线鳄鱼夹子中，该电压采集线鳄鱼夹子夹在单体电池极柱上，采集到的极柱温度变换成电信号送给微处理器处理。

上述微处理器中还设置有执行远端控制代码的控制执行模块，该控制执行模块的输出端与充、放电装置和/或现场数据采集设备连接。控制执行模块负责充、放电的运行、开机、停机，如有需要，也可以对现场数据采集设备的工作方式进行设置、调整。所述远端控制代码可以是3G手机的短信代码，也可以是作为上位机的远端PC机的指令代码。

上述充电装置和放电装置与蓄电池组之间设置有可控的直流脱扣器。当超过报警点时系统自动报警并发出信号，控制主机内置的直流脱扣器，切断系统与电池组的连接。

上述短信收发单元还设置有报警模块，所述远端监控设备设置有相应的报警响应电路。

上述的微处理器的核心为ARM单片机智能控制单元。

本实用新型具有以下优点：

1、应用本实用新型，在测试过程中无需操作人员现场值守，通过视频在远端即可观察到现场测试情况、获得测试数据；测试完毕后可通过短信告知测试人员；测试人员也可以通过电话通知仪表停止测试功能；可实现单体电池温度监控、温升告警和温升超限停机，极大降低了事故隐患；可实现无线网络参数设置、阀值整定，大大提高智能化水平。

2、相比传统的监测对象，还增加了单体蓄电池温度监测告警功能，具有实时监测电池温度的功能，超过温度设定值自动报警和自动切断充放电回路的功能，彻底解决了电池温度过高易引发安全事故的问题。

3、本实用新型基于3G无线通信技术、温度传感器技术、计算机技术和电子信息技术，是电力、通信等行业蓄电池维护工作不可缺少的新一代智能化工具，是现代智能化电网建设、移动通信网络升级建设的核心内容之一。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为短信收发单元的软件工作流程图；

图3为温度监控工作示意图。

具体实施方式

本实用新型在传统产品的基础上进行改进，采用无线网络方式(TD-SCDMA/WCDMA)向维护人员的手机定时发送装置的工作数据，可以实现人机交互式应答，随时掌握装置的工作状态。如果需要，可以电话通知装置停机，实现远端遥控。

本实用新型除了具有对蓄电池组进行充放电外，手机短信模块能定时对指定的2-5部手机发送短信报告系统工作状况。指定的这2---5部手机能通过语音通信命令系统停止工作，并且自动切断系统与电池组的连接。视频监控模块能通过电脑或者3G手机监测现场情况，包括系统工作情况及周边环境情况。温度监测告警模块能对每节蓄电池温度进行实时监测，通过设定阀值，进行告警。无线传输模块能把系统监测到的单体电池的电压、温度传到主机，并可通过手机短信模块，发送到指定的手机，实现真正的无人值守。

该远程控制蓄电池充放电系统由主机装置和PC机后台管理软件组成。如图1所示，主机部分包括：无线单体电池电压采集单元，无线单体电池温度监测单元，充电装置，放电装置，短信收发单元，视频监控单元，ARM单片机智能控制单元；PC机后台管理软件包括：主机监控软件，视频监控软件。

该远程控制蓄电池充放电系统的用户用手机按格式编辑短信息发送到GSM通讯模块，GSMAT指令如表1所示。GSM通讯模块将所接收的数据进行解包校验并将完整的命令通过RS232接口下传到微处理器，微处理器对收到的短信进行过滤，检查是否是已设号码的用户所发的符合命令格式的有效短信，单片机会检测收到的命令码里面的地址是否和本机的地址一致，地址一致后再根据命令码决定是采集充放电装置的工作数据命令还是控制停机的开关命令，若是前者微处理器读取充放电装置的工作数据，再通过RS232送入GSM通讯模块，GSM通讯模块将数据以短信息方式传输给用户手机。若是后者微处理器控制继电器的吸或合，以控制充放电装置关机。其软件工作流程如图2所示，系统程序流程软件设计的重点在于单片机的编程。首先通过串口对TC35i模块进行初始化，初始化的工作包括设置串口速率，无线网络登陆以及设置短信模式接下来进入循环等待，监控是否有短信到来，若收到短信则转入相应子程序进行处理。

表1

为确保装置的安全运行要求，监控系统增加了图像监控功能，能够随时观察到现场设备的运行情况。由于基站和变电站有线网络资源在保障业务数据的情况下，能够利用的带宽有限，无法满足实时视频数据的传输，在传输方式上我们利用3G网络的高速数据通讯特点，将视频信号采集压缩后通过3G网络传输到监控服务器，由服务器解压后还原视频图像，在任何一个可以上网的地方都可以看到装置的现场工作情况，达到视频监控的目的，也充分发挥了3G网络的优势。

现场监控视频模块将采集到的充放电装置、蓄电池、开关电源等机房设备图像信息，进行存储、解析、运算后，实时上传到TD-SCDMA/WCDMA网络上，经过应用服务器、数据库、Web服务器上的程序处理后，这时作为监控中心的手机、浏览器通过TD-SCDMA/WCDMA或INTERNET就可直接浏览、查询充电、放电、环境等监控对象状态。而手机、浏览器等发出的有权限的控制命令(如问询、停止充放电等)通过同样程序由TD-SCDMA/WCDMA转发给充放电装置执行。

蓄电池在大电流充放电时，极柱上的连接螺栓松动，易造成接触电阻增大，电池会严重发热，电池内部有缺陷也会严重发热，采集单元可采集单体电池极柱温度，并在上位机上进行显示和控制。当超过报警点时系统自动报警并发出信号，控制主机内置的直流脱扣器，切断系统与电池组的连接，故障信息通过短信及时发送给维护人员。

无线温度采集的原理如下：温度传感器将被测点的温度采集后输出的模拟信号逐步送往信号放大电路、低通滤波器以及A/D转换器(即信号调理电路)，然后在单片机的控制下将A/D转换器输出的数字信号传送到无线收发芯片中，并通过芯片的调制处理后由芯片内部的天线发送到上位机，在上位机模块中，发送来的数据由单片机控制的无线收发芯片接收并解调，最后通过接口芯片发送到PC机中进行显示和处理。

温度监测单元采用接触式测温的测量方法，直观、可靠，测量也比较简单。为了采集电压极柱温度，并在上位机上进行显示和控制，要求所使用的温度传感器必需有一定的精度，我们采用热电偶传感器。电力、通讯机房中被测电池数量多，如电力220V电池组多达108节电池，为了避免在工作中繁琐的接线，我们把热电偶传感器内置在电压采集线鳄鱼夹子中，单体电池电压采集线一般都连接在电池的极柱上，这样在只需接一次线，就同时实现了单体电池电压和温度的采集，减少了维护人员的工作量。温度监测单元的总体电路如图3所示。

本实用新型集电池组电压检测，充放电测试、单体修复、手机控制、视频监控，短信问询，功能于一体，配备智能手机、高清360度可变焦高清摄像机。测试结果自动保存，可通过USB接口导出，并进行软件分析，打印报表。

Claims (9)

1.远程控制蓄电池充放电系统，包括充电装置和放电装置，其特征在于：该远程控制蓄电池充放电系统还包括远程监控装置，所述远程监控装置包括远端监控设备、设置于现场的微处理器和现场数据采集设备，其中远端监控设备与微处理器通过无线网络通信连接。

2.根据权利要求1所述的远程控制蓄电池充放电系统，其特征在于：所述微处理器具有数据处理单元、手机短信收发单元和无线传输单元。

3.根据权利要求2所述的远程控制蓄电池充放电系统，其特征在于：所述现场数据采集设备包括单体电池电压采集单元和单体电池温度采集单元。

4.根据权利要求3所述的远程控制蓄电池充放电系统，其特征在于：所述现场数据采集设备还包括设置于现场的摄像头；所述远端监控设备为3G手机和/或远端PC机。

5.根据权利要求3或4所述的远程控制蓄电池充放电系统，其特征在于：所述单体电池温度采集单元采用热电偶传感器，热电偶传感器内置于用于单体电池电压采集的电压采集线鳄鱼夹子中，该电压采集线鳄鱼夹子夹在单体电池极柱上。

6.根据权利要求5所述的远程控制蓄电池充放电系统，其特征在于：所述微处理器中还设置有执行远端控制代码的控制执行模块，该控制执行模块的输出端与充、放电装置和/或现场数据采集设备连接。

7.根据权利要求6所述的远程控制蓄电池充放电系统，其特征在于：所述充电装置和放电装置与蓄电池组之间设置有可控的直流脱扣器。

8.根据权利要求7所述的远程控制蓄电池充放电系统，其特征在于：所述短信收发单元还设置有报警模块，所述远端监控设备设置有相应的报警响应电路。

9.根据权利要求8所述的远程控制蓄电池充放电系统，其特征在于：所述的微处理器的核心为ARM单片机智能控制单元。

Images