基于现场总线的直流屏蓄电池监控系统

摘要：直流屏现如今现已被广泛的运用在水力发电厂以及火力发电厂中，作为直流屏的心脏，蓄电池的地位是不行代替的。科学合理的监控蓄电池是保护直流屏的核心作业。现场总线是衔接自动化体系的通讯网络和智能现场设备的桥梁，是核算机技能发展、通讯技能发展和现代操控技能发展的产品。本文将以现场中线为基础，分析直流屏蓄电池的监控体系。

关键词：现场总线；直流屏；蓄电池；监控体系

在发电厂、变电厂等多种企业傍边，直流屏蓄电池的运用是非常广泛的，是企业出产经营中的重要设备。直流屏蓄电池可以为信号传输的设备、自动装置、继电保护等等多种操作供给电源支撑，若是呈现外部电源中止的情况，那么直流屏蓄电池也可以在最短的时间内为关乎出产的重要设备供给电力支撑。直流屏蓄电池的安全性能和可靠性能足以直接影响到企业的供电体系，对企业运转的安全性和可靠性起着难以代替的作用。

1.现场总线技能概念

现场总线是一个完成双向串行多节点数字通讯的体系，它的运用范围主要是集中在出产的现场和微机化丈量操控设备之间，现场总线也被称之为底层操控网络，其所具有的基本特点是开放式、多点通讯以及数字化。现场总线技能需求完成的功用是将专用的微处理器经过科学化的手法放进丈量操控仪表中，让微处理器和丈量操控仪表彼此结合，发生可以进行数字核算和通讯的能力。在完成通讯功用的时分，其主要的介质是广光缆、双绞线以及电缆等等，经过这些介质可以将原本彼此独立的丈量操控仪彼此衔接，构成一个网络体系，而且以规范化、标准化的通讯协议作为根据，将在现场中的操控设备和仪表以及核算机之间进行数据信息传递，进而完成体系自动操控。

2.基于现场总线的直流屏蓄电池监控体系规划

直流屏蓄电池是串联多个电池而构成的，在组成蓄电池的电池中，每一个电池便是一个监控单元。这个监控单元所完成的功用是对每一个蓄电池的实践温度、在进行充电的时分电流和电压的改变、以及蓄电池的端电压等等实时监测，而且以监测的实践数据作为基础做出分析，丈量某个蓄电池的内阻和容量，一起还可可以这些数据作为根据，切换电池的充电方法。这样，就完成在一套直流屏上设置百十个监控单元，监控电源的数量遭到整个直流屏蓄电池监控体系的电流和电压的影响。为了简略起见，直流屏蓄电池监控体系的监控单元在规划的时分选用12V电源，别的，选用RS-485总线的方法运用双绞线衔接起直流屏综合办理单元和监控单元，整个体系则是以涣散结构作为架构。

3.直流屏蓄电池监控体系监控单元规划

直流屏蓄电池监控体系的监控单元需求完成监测特定电池的电压、温度等等，还需求经过在直流屏蓄电池监控体系中共用的RS-485将相关的数据经过运用现场总线通讯网络发送到办理单元。在直流屏蓄电池监控体系的监控单元中，主要是包含有CPU以及其周边的电路，检测体系温度的电路，丈量电池电压的电路，通讯的电路，为了削减在体系规划建设中的本钱投入，直流屏蓄电池监控体系监控单元不再规划人机对话的功用，只经过规划一个LED指示灯对监控体系的运转情况和通讯情况进行反映，人机对话的功用将在办理单元上规划。关于直流屏蓄电池监控体系的监控单元结构规划如下图3.1所示：

图3.1直流屏蓄电池监控体系的监控单元结构规划

3.1直流屏蓄电池监控体系监控单元CPU以及其周边的电路

每一个监控单元所完成的功用便是对一路线路和一路电压进行监测，在监测的过程中比较少的监测物理量。此外，单片机的电路其自身仅仅需求比较少的接口即可，所以在规划的时分所运用的单片机只需可以满意监测需求即可，价格没必要太高，资源也没必要太多。微处理器选用AT89C051，经过DIP20完成封装，这款微处理器具有比较高的性能，而且电源电压比较低，备有15根口线，可以为监控单元运用供给硬件支撑。为了可以确保单片机可以在运用的过程中具有可靠性和安全性，就需求在电路上设置检查电路。检查电路的芯片是MAX813L。除此以外，还需求将多个相同的监控单元接入到体系之中，为了可以很好的区分出这些不同的单元，就需求针关于每个单元设定出仅有一个地址。地址的设定规则需求选用8位拨码开关，一共需求设置256个不相同的地址，也便是说在直流屏蓄电池监控体系中最多只能设置256个监测电池，这个数量关于日常中运用的直流电源屏来说，就现已足够了。

3.2直流屏蓄电池监控体系监控单元的电压丈量电路

在监控体系中，每个单体的电池中，其最大的电压也就在1.2V到12V，关于这个电压的丈量相对来说还是比较简略的，可是把这些电池进行串联，两个不同的电池其正极和负极之间的电压差或许达到300V。所有的单片机体系由于是在同一条通讯线上进行衔接，则需求在衔接的时分有一起的电压等级和点位基准。由于直流屏蓄电池监控体系中存在着大约300V的电位差，是不可以直接丈量电池电压的，在丈量电压的时分可以选用V/F进行转化，也可以经过光电阻隔完成。首先，将被测电压的信号经过运用V/F转化电路变成频率信号，之后经过运用光阻隔电路将转化构成的频率信号传输到CPU。

3.3直流屏蓄电池监控体系监控单元的丈量温度

直流屏蓄电池在开展作业的时分，其作业温度和内阻之间有着非常紧密的联络，电池质量的优劣将会直接遭到温度改变的影响。在规划监测体系的时分，要挑选数字式一线传感器DS18B20，经过运用胶水将电池表面与传感器做好衔接即可。作为数字温度传感器，它的湿度是可以直接经过CPU读入的，不需求其他复杂的操作即可完成任务，所以说，这种电路规划是非常简略的，也具有比较高的可靠性，也很少会呈现电路误差。相关于CPU来说，丈量湿度仅仅占用了一个端口，就可以被丈量读出来。

3.4直流屏蓄电池监控体系监控单元的电源问题

电路在规划的时分，所选用的供电电源是12V。为CPU和通讯电路进行供电的电源是5V。由于CPU和被测信号之间具有比较大的电压差，所以V/F电路在供电的时分就需求别的一个阻隔的5V电源。在电路上选用一片5V稳压芯片以及DC/DC电源模块，从而发生2个电压。稳压芯片可以为单片机和周围的电路供给电力，DC/DC电源模块为V/F转化供给电力。

结束语

现场总线在实践运用中具有很高的可靠性，而且本钱投入相对比较低，所以逐步遭到青睐。直流屏蓄电池机理相对比较复杂，在运用过程中要采取适宜的方法进行监督，让其重要性得以发挥。