直流屏蓄电池检测系统设计Word文档下载推荐.docx
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控制工程
指导教师姓名：
公茂法职称：
教授
副指导教师姓名：
郭大代职称：
高级工程师
山东科技大学
二零一一年五月
论文题目：
作者姓名：
任清华入学时间：
2009年9月
领域名称：
控制工程研究方向：
检测技术与自动化装置
指导教师：
公茂法职称：
教授
副指导教师：
郭大代职称：
高级工程师
论文提交日期：
2011年5月
论文答辩日期：
2011年6月
授予学位日期：
DCPANELBATTERYTESTSYSTERMDESIGN
ADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeof
MASTEROFENGINEERING
from
ShandongUniversityofScienceandTechnology
by
RenQinghua
Supervisor:
ProfessorGongMaofa
CollegeofNaturalResourcesandEnvironmentalEngineering
May2011
声明
本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。
该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。
工程硕士生签名：
日期：
AFFIRMATION
Ideclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofEngineeringinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.
Signature:
Date:
摘要
本文系统总结了直流屏蓄电池检测的研究背景和国内外研究现状，系统阐述了各种蓄电池状态及其故障检测方法，并对蓄电池内阻测量方法进行了详尽的分析和研究。
最终，设计了一套蓄电池检测系统的硬件电路的实现方法及其软件设计的流程图，文章最后对实验的结果进行了的比较分析，提出了蓄电池检测系统进一步改进和完善的合理化建议。
蓄电池检测系统以89C52为控制核心，来实现蓄电池信息采集与显示，故障判定及报警等功能。
其中，蓄电池电压信息的采集处理功能由AT0804运算放大器构成的差分多级放大电路实现，ADC选用ADC0804芯片来完成。
继电器驱动电路采用光电隔离，以避免对MCU造成损坏。
关键词：
直流屏、蓄电池检测、内阻测量、差分放大电路
Abstract
Thispapersummarizestheresearchbackgroundandstatusofdetectingdirectcurrentpanel’sstoragebatteryindomesticfieldandoverseas.Variouskindsofbatterystatusesandfaultdetectionmethodsaregivenasystematicexposition.Besides,themethodofmeasuringbattery’sinternalresistanceisanalyzedandstudiedinthispaper.Finally,theimplementationmethodanditsflowchartofsoftwaredesignofbatterydetectionsystemaredesigned.Attheendofthispaper,theexperimentresultsiscomparedandanalyzed.Theproposalsabouthavingafurtherimprovementofbatterydetectionsystemareputforward.
Batterydetectionsystemtakes89C52ascontrolcore.Ithasfunctionsofbatteryinformationcollectionanddisplay,faultjudgmentandalarmandmanyotherfunctions.Amongthem,thefunctionofcollectinganddealingbattery’svoltageinformationisrealizedbyadifferencemulti-levelamplifiercircuitconsistingofAT0804.TheACtoDCconversionisfinishedbyADC0804.PhotoelectricisolationisadoptedinrelaydrivecircuitinordertoavoidthedamageofMCU.
Keywords:
directcurrentpanel;
storagebatterydetection;
internalresistancedetection;
differenceamplifier
1绪论1
1.1课题的研究背景及国内外研究现状1
1.2本论文的主要研究工作4
2蓄电池状态及其故障检测方法5
2.1概述5
2.2阀控式密封铅酸蓄电池特性5
2.3蓄电池电压检测方法7
2.4蓄电池内阻测量方法10
3蓄电池状态检测系统硬件设计16
3.1系统设计总述16
3.2电压测量方法的实现17
3.3蓄电池内阻测量电路设计23
3.4辅助电路的硬件设计26
4系统软件设计34
4.1主监控系统的设计35
4.2从机监控部分的软件设计40
5实验结果分析46
5.1实验结果及分析46
5.2结论47
5.3系统的改进和完善47
参考文献49
致谢词51
Contents
1Introduction1
1.1ResearchBackgroundandResearchStatus1
1.2TheMainResearchWork4
2BatteryStatusandFaultDetectionmethod5
2.1Overview5
2.2CharacteristicsofVRLABatteries5
2.3BatteryVoltageDetectionMethod7
2.4BatteryInternalResistanceMeasurementMethod10
3TheHardwareDesignofBatteryconditionmonitoringsystem16
3.1SystemOverview16
3.2RealizatioofVoltageMeasurementMenthod17
3.3BatteryInternalResistanceMeasurementCircuit23
3.4TheHardwareDesignofAuxiliaryCircuit26
4SystemSoftwareDesign34
4.1MainMonitoringSystemSoftwareDesign35
4.2SlaveMonitoringSystemSoftwareDesign40
5TheAnalysisofExperimentalResults46
5.1ExperimentalResultsandAnalysis46
5.2Conclusion47
5.3ImproveandPerfectofTheSystem47
References49
Acknowledgements51
1绪论
1.1课题的研究背景及国内外研究现状
1.1.1课题的研究背景
直流屏是直流电源操作系统的简称。
通用名为智能免维护直流电源屏，简称直流屏，通用型号为GZDW，而直流屏就是用来供应这种直流电源的。
简单地说，直流屏就是提供稳定直流电源的设备。
（在输入有380V电源时直接转化为220V，在输入（市电和备用电）都无输入时，直接转化为蓄电池供电——直流220V：
实际上夜可以说是一种工业专用应急电源）。
发电厂和变电站中的电力操作电源现今采用的都是直流电源，它为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础。
直流屏由交配电单元、充电模块单元、降压硅链单元、直流馈电单元、配电监控单元、监控模块单元及绝缘监测单元组成。
主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电站，和其他使用直流设备的用户（如石化、矿山、铁路等），适用于开关分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合。
直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统。
监控主机部分高度集成化，采用单板结构（Allinone），内含绝缘监察、电池巡检、接地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。
主机配置大液晶触摸屏，各种运行状态和参数均以汉字显示，整体设计方便简洁，人机界面友好，符合用户使用习惯。
直流屏系统为远程检测和控制提供了强大的功能，并具有遥控、遥调、遥测、遥信功能和远程通讯接口。
通过远程通讯接口可在远方获得直流电源系统的运行参数，还可通过该接口设定和修改运行状态及定值，满足电力自动化和电力系统无人值守变电站的要求；
配有标准RS232/485串行接口和以太网接口，可方便纳入电站自动化系统。
直流屏主要由充电柜、充电模块、监控模块、电池组、降压硅链等模块组成。
本论文以直流屏蓄电池检测为题，针对直流屏中的相关内容进行分析研究。
蓄电池检测是直流屏监控系统的基础。
1.1.2课题国内外研究现状
传统的蓄电池检测技术发展至今，已有形成多种测量方法。
大体分为：
电压测量法、核对放电法、蓄电池巡检法、内阻测量法。
1.蓄电池电压测量法
蓄电池的性能状态主要表现在容量和落后程度上，蓄电池性能可以在一定程度上由电压反映出来，当电池放电放到一定限度后，其电压值会开始比较明显下降，早期，在蓄电池维护中，由于测量仪器的匮乏，维护工作人员普遍采用常见的万用表对蓄电池两端的电压进行测量，通过电压高低来判断蓄电池性能的好坏，而仅通过测量蓄电池两端电压只能在一定范围内反映蓄电池的落后情况。
在实际试验中，我们会很容易观察到
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