基于现场总线的蓄电池监控系统的研制

摘要

直流屏是广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如石化、矿山、铁路等)，为光传输设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性、安全性。直流屏的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学的维护是直流屏的核心工作。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物，是一种开放式和分布式的新模式。现场总线己经成为当今自动化领域技术发展的热点之一。
　　本论文将先进的总线技术引入到直流屏蓄电池监控系统中，提出了一种新型的蓄电池组控制系统的设计方案。传统的直流屏均采用对蓄电池组进行整体充电的方式，通过浮充和均充两种方式对蓄电池组进行充电。长期运行在这种方式下，容易造成某些蓄电池的过早损坏，从而影响整个直流屏的稳定工作。针对传统直流屏蓄电池监控方式的不足，新方案为了能够最大程度地满足蓄电池个体差异的要求，采用了对直流屏蓄电池进行单个充电的方法，即为每个蓄电池设计配置一个单元控制模块，负责该蓄电池的充放电过程的监控。另外设置一个总控制模块负责整个直流的控制及显示工作。各个控制模块之间通过485总线与MODBUS协议组成一个总线型控制系统。

目录

基于现场总线的蓄电池监控系统的研制

DEVELOP OF BATTERY MONITOR

摘要

Abstract

第1 章 绪论

1.1 课题来源、背景及意义

1.2 充电技术发展及国内外研究现状

1.3 直流屏内部蓄电池管理系统的发展

1.4 本文的主要研究工作

第2 章 蓄电池充放电特性及监控系统整体研究

2.1 蓄电池的种类和特性

2.2 铅酸蓄电池的充放电特性以及方法

2.2.1 放电速率

2.2.2 电池的终止电压和过放电、电池的过充电

2.2.3 电池容量

2.2.4 充电状态(state of charge:soc)

2.2.5 放电深度(Depth of Discharge:DOD)

2.2.6 充电深度(Depth of Charge: DOC)

2.2.7 电池的内阻和极化现象、电池的老化

2.2.8 循环寿命(Cycle of life)

2.2.9 自放电现象(Self-Discharge)

2.2.10 电池的记忆效应

2.2.11 充电方法

2.2.12 充电特性

2.3 监控系统整体框图

2.4 本章小结

第3 章 系统的硬件研究

3.1 现场总线技术概述

3.2 蓄电池充电电路的设计

3.3 控制系统电路设计

3.3.1 总站设计

3.3.2 分站设计

3.4 本章小结

第4 章 系统的软件实现

4.1 MODBUS 协议

4.1.1 MODBUS 网络转输

4.1.2 两种传输方式

4.1.3 功能码定义

4.2 总站的软件设计

4.2.1 键盘扫描模块

4.2.2 显示器显示模块

4.2.3 通讯模块

4.3 分站的软件设计

4.4 上位机程序设计

4.5 本章小结

第5 章 蓄电池性能评价及充放电监控试验

5.1 蓄电池性能评价

5.2 充放电监控试验

5.2.1 放电

5.2.2 充电

5.2.3 蓄电池的容量计算

5.2.4 不同温度下，不同最低电压下的试验数据

5.2.5 蓄电池容量特性

5.3 本章小结

结论

参考文献

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致谢

个人简历