一种蓄电池组智能巡检仪的设计与实现

　　引言

　　近年来,蓄电池在民用和工业生产中应用越来越广泛。为保障系统持续稳定运行,研究与设计高效廉价、准确方便和快捷实用的蓄电池检测装置十分必要。蓄电池单体电压较低,很少以其自然形态直接使用,大多采用串联或串并联组合的方式,同时,蓄电池的电量随工作时间的延长和用电时间的增加会逐渐衰竭,很难保证组合中每个单体蓄电池工作特性一致。因此,必须采用合理的监控设备,通过在线实时检测各单体蓄电池的充放电电压、温度和整个蓄电池组的充放电流及充放电电压等参数,找出损坏或性能显著降低的蓄电池,以保证直流电力系统稳定可靠[1]。

　　因此,蓄电池组的检测应该采取分散采集、集中监控的方式。一般的检测采用rs-232或rs-485总线,由于其为主从方式总线,检测终端无法主动向上位机发送数据。本蓄电池组智能巡检仪通过非主从方式的can总线作为蓄电池组的分步式巡回采集总线,使得检测系统具有高可靠性、可扩充性和实时性等优点,更加适合于蓄电池组的检测与维护。

　　1 巡检仪总体设计及工作原理

　　1.1 can总线介绍

　　can(controller area network)总线是由德国bosh公司在1986年为汽车的监测和控制系统设计一款串行通信网络[2]。can总线可以为多主方式工作,不分主从,可以点对点、点对多点及全局广播方式传送和接收数据,且具有非破坏性总线仲裁技术;以5bit／s速率,通信距离最大可达10 km,传输介质可用双绞线、同轴电缆或光纤;can总线采用短帧结构,每帧8字节,保证了数据出错率极低,被公认为是最有发展前途的现场总线之一。

　　1．2 巡检仪总体设计

　　系统的总体设计框图如图1所示。单体检测单元分别检测蓄电池组的24节单体电池的电压和电流,各个检测单元的硬件结构十分相似,同时还有一个单独的检测单元用来检测蓄电池组整体的电压和电流。检测单元实时监测并向can总线发送数据,上位机接收各个检测单元的数据,并对数据进行分析、处理、存储、显示和打印,同时对单体电池的故障进行诊断和报警。