專(zhuān)利名稱(chēng)：電力直流操作電源系統(tǒng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，特別涉及一種電力直流操作電源系統(tǒng)控制器。
目前國(guó)內(nèi)外有多種直流充電控制器及回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，但大多功能單一，而且存在著很多缺陷。如1、充電機(jī)僅完成對(duì)蓄電池的均、浮充電功能，而且相當(dāng)部分不具備按充電曲線自動(dòng)完成均、浮充轉(zhuǎn)換功能；2、電池檢測(cè)儀僅完成對(duì)單體電池電壓、電流等狀態(tài)的監(jiān)測(cè)功能，由于采樣時(shí)間和判斷時(shí)間的關(guān)系，可能導(dǎo)致某些電池檢測(cè)儀會(huì)產(chǎn)生狀態(tài)檢測(cè)和判斷滯后于電池電壓上升速率，產(chǎn)生誤報(bào)警；3、絕緣檢測(cè)儀它只能反映正、負(fù)極絕緣下降程度，但是當(dāng)正、負(fù)極絕緣均勻下降時(shí)，裝置失靈。當(dāng)正、負(fù)極絕緣不均勻下降，誤差很大。而且只是用于母線及控制支路絕緣狀態(tài)以及絕緣電阻的監(jiān)測(cè)，對(duì)于負(fù)載敏感，不適用于電容性負(fù)載電路，而且疊加的交流信號(hào)對(duì)于直流回路本身就是干擾源，可能影響系統(tǒng)的正常工作。另外，由于以上各裝置是完全獨(dú)立的，無(wú)法共享信息，也無(wú)法用一個(gè)裝置來(lái)監(jiān)視另外一個(gè)儀器或裝置內(nèi)部的電路是否處于正常工作狀態(tài)；在操作方面，各裝置均有自己獨(dú)立的操作方法和顯示方法，給現(xiàn)場(chǎng)操作人員代來(lái)很大的不便，增加了誤操作的概率；而且和上位機(jī)通信，也會(huì)因無(wú)統(tǒng)一而有規(guī)劃的管理，增加了系統(tǒng)集成的復(fù)雜程度。其次，以上裝置都需要用傳感器采集直流各點(diǎn)電壓、電流，以及各開(kāi)關(guān)所處的合或開(kāi)的狀態(tài)，如果信息無(wú)法共用和互補(bǔ)，則不可避免造成大量的傳感器的重復(fù)使用和資金浪費(fèi)，同時(shí)也增加了傳感器接線的復(fù)雜程度和出錯(cuò)的概率。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種電力直流操作電源系統(tǒng)控制器，它采用了面向?qū)ο蟮囊惑w化設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)融合的大系統(tǒng)技術(shù)，使原來(lái)的三個(gè)設(shè)備合兩為一，大大減少了系統(tǒng)接線和操作的復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)的自診斷能力及工作的穩(wěn)定性和監(jiān)測(cè)的可靠性，降低了成本，并且各個(gè)子系統(tǒng)自身均有完整的功能，可以獨(dú)立組成一個(gè)智能型裝置，并能及時(shí)報(bào)警。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是本發(fā)明包括一共用存儲(chǔ)器，共用存儲(chǔ)器分別與充電管理與控制單元、電池測(cè)管理單元以及絕緣監(jiān)測(cè)管理單元和RS232/485軟件通訊單元雙向連接。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)電路方框圖。
圖2-1、圖2-2是本發(fā)明的充電管理與控制單元2的電路圖。
圖3-1、圖3-2是本發(fā)明的電池監(jiān)測(cè)管理單元3的電路圖。
圖4-1、圖4-2是本發(fā)明的絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4的電路圖。
圖5-1、圖5-2是本發(fā)明的RS232/485軟件通訊單元5的電路圖。
圖6 是本發(fā)明的共用存儲(chǔ)器1的電路圖。
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明包括一共用存儲(chǔ)器1，共用存儲(chǔ)器1分別與充電管理與控制單元2、電池監(jiān)測(cè)管理單元3以及絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4和RS232/485軟件通訊單元5雙向連接；其工作原理是系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)采用大系統(tǒng)分散協(xié)調(diào)全息結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想。共用存儲(chǔ)器1分別與充電管理與控制單元2、電池監(jiān)測(cè)管理單元3、絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4和RS232/485軟件通訊單元5采用雙向連接方式，使各單元之間通過(guò)共用存儲(chǔ)器1形成完全相互連接的信息通道。任何兩個(gè)子系統(tǒng)之間，都具有雙向的協(xié)調(diào)信息能力，可以雙向協(xié)調(diào)。并且充電管理與控制單元2、電池監(jiān)測(cè)管理單元3以及絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4和RS232/485軟件通訊單元5各單元內(nèi)部均采用CPU插件，可獨(dú)立地完成各自的管理、保護(hù)、控制和通信功能，這樣可增強(qiáng)CPU的處理能力，避免單CPU負(fù)擔(dān)過(guò)重。各單元之間通過(guò)完全相互連接的信息通道，實(shí)現(xiàn)在各子系統(tǒng)局部的最優(yōu)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)各子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、相互配合，整個(gè)系統(tǒng)總目標(biāo)、總?cè)蝿?wù)的最優(yōu)化，大大減少了系統(tǒng)接線和操作的復(fù)雜程度。
具體地說(shuō)，各個(gè)單元自身均有完整的功能，可以獨(dú)立組成一個(gè)智能型裝置，具有各自的功能。充電管理與控制單元2按電池充電曲線自動(dòng)完成均、浮充電轉(zhuǎn)換，有源逆變進(jìn)行電池放電，監(jiān)控調(diào)壓裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)直流控制母線電壓等功能；電池監(jiān)測(cè)管理單元3在線監(jiān)測(cè)電池運(yùn)行狀態(tài)，能夠定時(shí)監(jiān)測(cè)單體電池的充、放電電壓，防止單體電池故障而影響電池組性能，并且能對(duì)交流配電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4能檢測(cè)出直流母線是否出現(xiàn)絕緣下降，以及目前直流母線對(duì)地的絕緣電阻值；RS232/485軟件通訊單元5向上位機(jī)發(fā)送通訊信息。并且每個(gè)單元的CPU間通過(guò)共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳遞與控制指令的傳送，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)共享，完成復(fù)雜的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。而且假如任一單元出現(xiàn)故障，均不影響其它單元的正常工作，其次能通過(guò)共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1完成各個(gè)單元之間的互檢和自檢，從而確保系統(tǒng)具有高可靠性和很強(qiáng)的自診斷能力，能有效地克服主-從式控制體系結(jié)構(gòu)中，主控器故障而影響子系統(tǒng)的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了集均浮充電(含溫度補(bǔ)償)、母線監(jiān)測(cè)、硅鏈控制、四遙通信、電池巡檢、絕緣定位、配電單元及支路狀態(tài)報(bào)警等七項(xiàng)功能于一體。
充電管理與控制單元2、電池監(jiān)測(cè)管理單元3以及絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4外圍均有EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于保存故障歷史記錄和當(dāng)前運(yùn)行的最佳參數(shù)值，確保在系統(tǒng)失電情況下數(shù)據(jù)不丟失，恢復(fù)通電后自行啟動(dòng)并按原設(shè)置的最佳參數(shù)運(yùn)行。充電管理與控制單元2、電池監(jiān)測(cè)管理單元3以及絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4和RS232/485軟件通訊單元5在電路設(shè)計(jì)中采用可編程系統(tǒng)芯片PSD和可編程邏輯器件FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的硬件結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要靈活配置，依靠軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能。各單元可分別與上位機(jī)通訊，也可通過(guò)共享存儲(chǔ)器1向RS232/485軟件通訊單元5傳送數(shù)據(jù)，由RS232/485軟件通訊單元5和上位機(jī)通訊。
參見(jiàn)圖2-1、2-2，充電管理與控制單元2的電路由型號(hào)為80196KB單片機(jī)U1、型號(hào)為PSD302-B-15的可編程系統(tǒng)芯片U5、型號(hào)為2864A的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U7、型號(hào)為EPM7128EL的可編程邏輯器件U14、型號(hào)為MAX813的芯片U10、型號(hào)為74HC04的非門(mén)U12A、型號(hào)為AD586的5V基準(zhǔn)源U2，型號(hào)為MAX485的芯片U13、型號(hào)為MXAM232的串行通訊芯片M2組成。
它們之間的連接關(guān)系是單片機(jī)U1、可編程系統(tǒng)芯片U5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U7、可編程邏輯器件U14之間通過(guò)con/bus，con/addess數(shù)據(jù)/地址總線以及讀寫(xiě)控制信號(hào)WR、RD相連，單片機(jī)U1和芯片U13、M2之間通過(guò)PORT/R和PORT/T端相連，芯片U10的7腳和非門(mén)U12A的1腳相連，再和單片機(jī)U1的16腳相連，非門(mén)U12A的2腳和可編程系統(tǒng)芯片U5的RESET端相連，5V基準(zhǔn)源U2的6腳和單片機(jī)U1的1腳、37腳、13腳相連。
充電管理與控制單元2的工作原理是單片機(jī)U1、可編程系統(tǒng)芯片U5、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U7以及可編程邏輯器件U14共同組成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，控制晶闡管觸發(fā)板、繼電板以及與液晶顯示單元交換數(shù)據(jù)等功能的核心硬件系統(tǒng)。用戶按鍵通過(guò)可編程邏輯器件U14傳入單片機(jī)U1，完成各種充電狀態(tài)的設(shè)置，報(bào)警上、下限的設(shè)置，其中包括控制母線，動(dòng)力母線，三相電電壓等報(bào)警限。單片機(jī)U1將各種輸入的參數(shù)以及運(yùn)算過(guò)程中的重要參數(shù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U7中，確保掉電后不消失。單片機(jī)U1的A/D采集端AD1-AD8采集由采樣板輸入的多個(gè)傳感器輸入信號(hào)，完成直流主回路的運(yùn)行參數(shù)采集與處理，再經(jīng)過(guò)融合算法的優(yōu)化計(jì)算后，自動(dòng)參數(shù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U7中，并且與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U7中原有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出傳感器最優(yōu)組合方案，同時(shí)完成變結(jié)構(gòu)控制算法中參數(shù)值的計(jì)算，再通過(guò)可編程邏輯器件U14驅(qū)動(dòng)晶闡管板或通過(guò)可編程系統(tǒng)芯片U5驅(qū)動(dòng)模擬量輸出板，控制整流裝置的運(yùn)行狀態(tài)，按電池充電曲線自動(dòng)完成均、浮充電轉(zhuǎn)換，并實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)其電流、電壓的輸出值，精確控制輸出電壓、電流，實(shí)現(xiàn)快速無(wú)超調(diào)跟蹤，補(bǔ)償負(fù)載變化，減小輸出波動(dòng)，延長(zhǎng)電池壽命。
單片機(jī)U1和芯片U13，串行通訊芯片M2的port/r端、port/T端相連組成RS232/RS485串行通訊，向上位機(jī)發(fā)送“四遙”信息。
U2是A/D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電源。型號(hào)為MAX813的復(fù)位芯片U10和型號(hào)為74HC04的非門(mén)U12A組成復(fù)位和看門(mén)狗電路，監(jiān)控充電管理與控制單元單片機(jī)的工作情況。
參見(jiàn)圖3-1，圖3-2，電池監(jiān)測(cè)管理單元3的電路由型號(hào)為80196KB的單片機(jī)U3、型號(hào)為PSD302-B-15的可編程系統(tǒng)芯片U6、型號(hào)為2864A的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8，型號(hào)為EPM7128EL的可編程邏輯器件U13、型號(hào)為MAX813的芯片U12、型號(hào)為74HC04的非門(mén)U11A、型號(hào)為AD586的5V基準(zhǔn)電源U4、型號(hào)為MAX485的芯片U12、型號(hào)為MXAM232的串行通訊芯片M2組成。
它們之間的連接關(guān)系是單片機(jī)U3、可編程系統(tǒng)芯片U6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件U13之間通過(guò)bat/bus、bat/addess數(shù)據(jù)/地址總線以及讀寫(xiě)控制信號(hào)WR、RD相連。單片機(jī)U3和芯片U12、串行通訊芯片M2之間通過(guò)PORT/R和PORT/T端相連。芯片U9的7腳和U11A的1腳相連，再和單片機(jī)U3的16腳相連，U11A的7腳和可編程系統(tǒng)芯片U6的RESET端相連，A/D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電源U4的6腳和單片機(jī)U3的1腳、37腳、13腳相連。
電池監(jiān)測(cè)管理單元3的工作原理是用戶操作按鍵通過(guò)可編程邏輯器件U13傳入單片機(jī)U3輸入需巡檢的電池節(jié)數(shù)，電池異常的上、下限，三相電電壓的上、下限值，單片機(jī)U3將輸入的參數(shù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8中，確保掉電后不消失，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，首先由復(fù)位電路芯片U9和非門(mén)U11A使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位，并開(kāi)始進(jìn)入正常工作狀態(tài)。單片機(jī)U3通過(guò)數(shù)據(jù)/地址總數(shù)bat/bus、bat/addess將電池巡檢指令輸入可編程系統(tǒng)芯片U6和可編程系統(tǒng)芯片U13中，由可編程系統(tǒng)芯片U6的電池采樣分配端驅(qū)動(dòng)單個(gè)電池采樣板開(kāi)始工作，同時(shí)可編程系統(tǒng)芯片U13與電池采樣分配板的各相應(yīng)端逐次選通單節(jié)電池，并將各電池電壓逐次輸入單片機(jī)U3的A/D1-A/D8端中，在線監(jiān)測(cè)電池運(yùn)行狀態(tài)，能夠定時(shí)監(jiān)測(cè)單體電池的充、放電電壓，判別各電池是否正常，及時(shí)報(bào)警，保證蓄電池始終處于滿容量工作狀態(tài)，防止單體電池故障而影響電池組性能。若電池正常則向液晶顯示單元輸入電池狀態(tài)參數(shù)，否則向液晶顯示單元輸入是哪一節(jié)電池異常；并由可編程系統(tǒng)芯片U13驅(qū)動(dòng)繼電器板報(bào)警；同時(shí)通過(guò)采樣交流電電壓，對(duì)交流配電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證系統(tǒng)可靠工作。
單片機(jī)U3和芯片U12、串行通訊芯片M2的port/r端port/T端相連組成R5232/R5485串行通訊，向上位機(jī)發(fā)送交流配電和電池狀態(tài)參數(shù)遙測(cè)信息。
U4是A/D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電源。U9和U11A組成復(fù)位和看門(mén)狗電路，監(jiān)控整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)電路的工作情況。
參見(jiàn)圖4-1，圖4-2，絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4的電路由單片機(jī)、存儲(chǔ)器及可編程系統(tǒng)芯片PSD的電路和RS485/RS232及可編程邏輯器件的電路組成，它包括型號(hào)為80196KB的單片機(jī)U3、型號(hào)為PSD302-B-15的可編程系統(tǒng)芯片U6、型號(hào)為2864A的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8，型號(hào)為EPM7128EL的可編程邏輯器件U13、型號(hào)為MAX813的芯片U9、型號(hào)為74HC04的非門(mén)U11A、型號(hào)為AD586的5V基準(zhǔn)電源U4、型號(hào)為MAXM485的芯片U12、型號(hào)為MAX232的串行通訊芯片M2組成。
它們之間的連接關(guān)系是單片機(jī)U3、可編程系統(tǒng)芯片U6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8、可編程邏輯器件U13之間通過(guò)re/bus，re/addess數(shù)據(jù)/地址總線以及讀寫(xiě)控制信號(hào)WR、RD相連，單片機(jī)U3、芯片U12、串行通訊芯片M2之間通過(guò)PORT/R和PORT/T端相連，芯片U9的7腳和非門(mén)U11A的1腳相連，再和單片機(jī)U3的16腳相連，非門(mén)U11A的2腳和可編程系統(tǒng)芯片U6的RESET端相連，5V基準(zhǔn)源U4的6腳和單片機(jī)U1的1腳、37腳、13腳相連。
絕緣監(jiān)測(cè)管理單元的4的工作原理是操作者通過(guò)按鍵輸入絕緣報(bào)警的下限值，由可編程邏輯器件U13通過(guò)地址/數(shù)據(jù)總線RE/BUS，RE/ADDESS將按鍵的值輸入單片機(jī)U3，并經(jīng)過(guò)運(yùn)算后再存入，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8中，供系統(tǒng)調(diào)用。根據(jù)人工智能策略，定時(shí)掃描并使可編程邏輯器件U13的PA5和PA6端驅(qū)動(dòng)光電繼電器板，開(kāi)/合由不平衡直流電橋組成的絕緣橋，使絕緣橋電壓發(fā)生變化，并綜合系統(tǒng)的當(dāng)前的狀態(tài)，檢測(cè)絕緣下降程度。絕緣橋電壓信號(hào)輸入經(jīng)過(guò)絕緣采樣分配板輸入單片機(jī)U3。根據(jù)絕緣電阻與絕緣橋輸入電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出絕緣阻值的大小，并通過(guò)顯元單元顯示出來(lái)。它不但能檢測(cè)出母線上正或負(fù)極絕緣下降，而且對(duì)兩個(gè)極同時(shí)均勻絕緣下降和不均勻絕緣下降，均能很好地判定。
同時(shí)，0-72路支路直流漏電傳感器的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)由可編程邏輯器件U13的PORT1----PORT6、ZJ21----ZJ23端驅(qū)動(dòng)絕緣采樣分配板逐次輸入單片機(jī)U3的A/D端，由單片機(jī)U3判別出是哪一支路絕緣下降，并通過(guò)液晶顯示單元顯示出來(lái)。由于采用直流漏電流檢測(cè)技術(shù)，能在不向直流系統(tǒng)發(fā)送任何附加信號(hào)的情況下，檢測(cè)出1-2mA的微量對(duì)地漏電流，準(zhǔn)確判定絕緣下降的支路，與負(fù)載類(lèi)型無(wú)關(guān)，適應(yīng)于各種負(fù)載運(yùn)行環(huán)境，并且對(duì)直流系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾?？删幊踢壿嬈骷13、串行通訊芯片M2組成串行通訊電路，向上位機(jī)發(fā)送遙測(cè)信息。U4是A/D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電源。U9和U11A組成復(fù)位和看門(mén)狗電路，監(jiān)控整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)電路的工作情況。
當(dāng)某一支部開(kāi)關(guān)閉合或打開(kāi)時(shí)，絕緣采樣分配板的A/D采樣單元采集到開(kāi)關(guān)兩端的電壓變化，并將數(shù)據(jù)輸入到液晶顯示單元，顯示出每一支路的開(kāi)關(guān)開(kāi)/合狀態(tài)。
參見(jiàn)圖5，本發(fā)明的RS232/485軟件通訊單元5的電路由型號(hào)為80196KB的單片機(jī)U2、型號(hào)為PSD302-B-15的可編程系統(tǒng)芯片U3、型號(hào)為MAXM813的芯片U4、型號(hào)為MAXM485的RS485通訊芯片U7、型號(hào)為MAX232的串行通訊芯片M2組成。
它們之間的連接關(guān)系是單片機(jī)U2通過(guò)RXD，TXD端和RS485通訊芯片U7，串行通訊芯片M2相連，完成RS232/RS485多機(jī)通訊功能，芯片U4的7腳和非門(mén)U6A的1腳相連，再和單片機(jī)U2的16腳相連，非門(mén)U6A的2腳和可編程系統(tǒng)芯片U3的RESET端相連。
RS232/485軟件通訊單元5的工作原理是單片機(jī)U2和可編程系統(tǒng)芯片U3組成單片機(jī)硬件核心，完成數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)。單片機(jī)U2、RS485通訊芯片U7、串行通訊芯片M2完成RS232/RS485多機(jī)通訊功能。
參見(jiàn)圖6，本發(fā)明的共用存儲(chǔ)器1的電路由型號(hào)為EPM7128EL的可編程邏輯器件U6、型號(hào)為GAL22V10的芯片U5、型號(hào)為74LS245的雙向總線緩沖器U8和雙向總線緩沖器U10組成。
它們之間的連接關(guān)系是可編程邏輯器件U6的地址總線A0-A9通過(guò)con/addess...bat/addess分別和電池巡檢部分的地址總線bat/addess、充電管理部分地址總線con/addess相連。可編程邏輯器件U6的另一地址總線AR0-AR9的通過(guò)re/addess...485/addess分別和絕緣檢測(cè)部分地址總線re/addess、RS485/RS232通訊部分的地址總線485/addess相連。可編程邏輯器件U6的數(shù)據(jù)總線AD0-AD7通過(guò)雙向總線緩沖器U8和電池監(jiān)測(cè)管理單元3的數(shù)據(jù)總線bat/bus相連，并直接和充電管理單元2的數(shù)據(jù)總線con/bus相連?？删幊踢壿嬈骷6的另一個(gè)數(shù)據(jù)總線D0-D7通過(guò)雙向總線緩沖器U10和RS485/RS232通訊部分相連，并直接和絕緣監(jiān)測(cè)管理單元的4的數(shù)據(jù)總線re/bus相連，來(lái)自上述四部分的控制選通端分別與GAL22V10可編稱(chēng)器件芯片U7的cones，batcs，recs，485cs相連。
共用存儲(chǔ)器1的工作原理是可編程邏輯器件U6雙端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)和地址總線分別和充電控制單元2、電池檢測(cè)管理單元3、絕緣檢測(cè)單元4、RS232/RS48與通訊單元5相連，數(shù)據(jù)/地址總線的分時(shí)控制由各部分的可編程邏輯器件、系統(tǒng)可編程器件去控制雙向總線緩沖器U8的CS7130/bat端，雙向總線緩沖器U10的CS7130/485端以及GAL22V10可編稱(chēng)器件芯片U7共同完成的，通過(guò)可編程邏輯器件U6實(shí)現(xiàn)了將四個(gè)系統(tǒng)合而為一，將多個(gè)CPU連接成一體，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)器共享。相互之間通過(guò)共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳遞與控制指令的傳送，完成復(fù)雜的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，而且假如任一子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，均不影響其它子系統(tǒng)的正常工作，并能及時(shí)報(bào)警，從而確保系統(tǒng)具有高可靠性和很強(qiáng)的自診斷能力。能有效的克服主-從式控制體系結(jié)構(gòu)中，主控器故障而影響子系統(tǒng)的缺點(diǎn)。具有完全相互連接的信息通道。任何兩個(gè)子系統(tǒng)之間，都具有雙向的協(xié)調(diào)信息通道，可以雙向協(xié)調(diào)。在各子系統(tǒng)局部的最優(yōu)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)各子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、相互配合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)總目標(biāo)、總?cè)蝿?wù)的最優(yōu)化。
由于本發(fā)明采用了面向?qū)ο蟮囊惑w化設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)融合的大系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了集均浮充電(含溫度補(bǔ)償)、母線監(jiān)測(cè)、硅鏈控制、四遙通信、電池巡檢、絕緣定位、配電單元及支路狀態(tài)報(bào)警等七項(xiàng)功能于一體，使原來(lái)的三個(gè)設(shè)備合兩為一，大大減少了系統(tǒng)接線和操作的復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)的自診斷能力及工作的穩(wěn)定性和監(jiān)測(cè)的可靠性，降低了成本。并且各個(gè)子系統(tǒng)自身均有完整的功能，可以獨(dú)立組成一個(gè)智能型裝置，假如任一子系統(tǒng)出現(xiàn)故障，均不影響其它子系統(tǒng)的正常工作，并能及時(shí)報(bào)警。從整體上講，LEAD微機(jī)直流電源控制器，是電力電子技術(shù)，現(xiàn)代控制理論，計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，通信技術(shù)綜合的產(chǎn)物，微機(jī)直流電源控制器的使用，將提升傳統(tǒng)直流電源成套生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的技術(shù)含量，加速其產(chǎn)品更新?lián)Q代步伐，增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
技術(shù)條件1)充電管理與控制單元2即可用于相控型直流充電電源，也可于高頻開(kāi)關(guān)型直流充電電源。
a)相控型充電控制單元●6路雙窄脈沖觸發(fā)，脈沖移相范圍可分為0-180°和0-150°兩種；●脈沖分辨率為55.35″(約0.0156°)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同類(lèi)產(chǎn)品；● 可控電壓范圍0-500V，可控電流范圍0-1000A。
b)高頻開(kāi)關(guān)電源型充電控制單元；●12位D/A模擬量輸出，對(duì)于220V系統(tǒng)電壓控制輸出分辯率可達(dá)0.05V；●4路并行模擬量輸出，幅值范圍可達(dá)±18V或0-36V；3)電池監(jiān)測(cè)管理單元●可檢測(cè)-10°-60℃的電池室溫度；
●可巡檢108路、36路和19路三種不同數(shù)量的單體電池電壓；●對(duì)于端電壓2V的為電池電壓，電壓檢測(cè)允差Δ≤30mv；端電壓為6V的電池，檢測(cè)允差Δ≤80mv；端電壓為12V的電池，允差Δ≤200mv。
●能實(shí)時(shí)檢測(cè)0-500V的三相交流電電壓。4)絕緣檢測(cè)單元●可檢測(cè)0-72路母線或支路的絕緣阻值，可準(zhǔn)確測(cè)量0-250KΩ的對(duì)地絕緣阻值；●能檢測(cè)出0-32個(gè)開(kāi)關(guān)的分、合狀態(tài)。整體功能要求● 電容兼控性要求，符合GB/T17626.12-1998和GB/T17626.2-1998；●可記錄16種48條故障內(nèi)容；●可定時(shí)0-100小時(shí)；●通過(guò)RS2322/485通訊方式和上位機(jī)通訊。
權(quán)利要求
1.一種電力直流操作電源系統(tǒng)控制器，它包括一共用存儲(chǔ)器1，其特征在于，共用存儲(chǔ)器1分別與充電管理與控制單元2、電池監(jiān)測(cè)管理單元3以及絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4和RS232/485軟件通訊單元5雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力直流操作電源系統(tǒng)控制器，其特征在于，充電管理與控制單元2中的單片機(jī)U1、可編程系統(tǒng)芯片U5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U7、可編程邏輯器件U14之間通過(guò)con/bus，con/addess數(shù)據(jù)/地址總線以及讀寫(xiě)控制信號(hào)WR、RD、ALE相連。單片機(jī)U1和芯片U13、M2之間通過(guò)PORT/R和PORT/T端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力直流操作電源系統(tǒng)控制器，其特征在于，電池檢測(cè)管理單元3中的單片機(jī)U3、可編程系統(tǒng)芯片U6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件U13之間通過(guò)bat/bus、bat/addess數(shù)據(jù)/地址總線以及讀寫(xiě)控制信號(hào)WR、RD、ALE相連，單片機(jī)U3和芯片U12、串行通訊芯片M2之間通過(guò)PORT/R和PORT/T端相連，芯片U9的7腳和U11A的1腳相連，再和單片機(jī)U3的16腳相連，U11A的7腳和可編程系統(tǒng)芯片U6、可編程邏輯器件U13的RESET端相連，A/D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電源U4的6腳和單片機(jī)U3的1腳、37腳、13腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力直流操作電源系統(tǒng)控制器，其特征在于，絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4中的單片機(jī)U3、可編程系統(tǒng)芯片U6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8、可編程邏輯器件U13之間通過(guò)re/bus，re/addess數(shù)據(jù)/地址總線以及讀寫(xiě)控制信號(hào)WR、RD相連，單片機(jī)U3、芯片U12、串行通訊芯片M2之間通過(guò)PORT/R和PORT/T端相連，芯片U9的7腳和非門(mén)U11A的1腳相連，再和單片機(jī)U3的16腳相連，非門(mén)U11A的2腳和可編程系統(tǒng)芯片U6的RESET端相連，5V基準(zhǔn)源U4的6腳和單片機(jī)U1的1腳、37腳、13腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力直流操作電源系統(tǒng)控制器，其特征在于，RS232/485軟件通訊單元5中的單片機(jī)U2通過(guò)RXD，TXD端和RS485通訊芯片U7，串行通訊芯片M2相連，芯片U4的7腳和非門(mén)U6A的1腳相連，再和單片機(jī)U2的16腳相連，非門(mén)U6A的2腳和可編程系統(tǒng)芯片U3的RESET端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力直流操作電源系統(tǒng)控制器，其特征在于，共用存儲(chǔ)器1中的可編程邏輯器件U6的地址總線A0-A9通過(guò)con/addess...bat/addess分別和電池巡檢部分的地址總線bat/addess、充電管理部分地址總線con/addess相連，可編程邏輯器件U6的另一地址總線AR0-AR9的通過(guò)re/addess…485/addess分別和絕緣檢測(cè)部分地址總線re/addess、RS485/RS232通訊部分的地址總線485/addess相連，可編程邏輯器件U6的數(shù)據(jù)總線AD0-AD7通過(guò)雙向總線緩沖器U8和電池監(jiān)測(cè)管理單元3的數(shù)據(jù)總線bat/bus相連，并直接和充電管理單元2的數(shù)據(jù)總線con/bus相連，可編程邏輯器件U6的另一個(gè)數(shù)據(jù)總線D0-D7通過(guò)雙向總線緩沖器U10和RS485/RS232通訊部分相連，并直接和絕緣監(jiān)測(cè)管理單元的4的數(shù)據(jù)總線re/bus相連，來(lái)自充電管理與控制單元2、電池檢測(cè)管理單元3、絕緣監(jiān)測(cè)管理單元4、RS232/485軟件通訊單元5的控制選通端分別與GAL22V10可編稱(chēng)器件芯片U7的concs，batcs，recs，485cs相連。
全文摘要
一種電力直流操作電源系統(tǒng)控制器,它包括一共用存儲(chǔ)器,共用存儲(chǔ)器分別與充電管理與控制單元、電池檢測(cè)管理單元、絕緣監(jiān)測(cè)管理單元、RS232/485軟件通訊單元雙向連接,實(shí)現(xiàn)了集均浮充電、母線監(jiān)測(cè)、硅鏈控制、四遙通信、電池巡檢、絕緣定位、配電單元及支路狀態(tài)報(bào)警等七項(xiàng)功能于一體,大大減少了系統(tǒng)接線和操作的復(fù)雜程度,提高了系統(tǒng)的自診斷能力及工作的穩(wěn)定性和監(jiān)測(cè)的可靠性,降低了成本,并且各個(gè)子系統(tǒng)自身均有完整的功能,可以獨(dú)立組成一個(gè)智能型裝置。
文檔編號(hào)H02J11/00GK1308399SQ0013803
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期2000年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月31日
發(fā)明者孫耀杰, 范融, 樊忠, 張麗芳, 王曉峰 申請(qǐng)人:西安利達(dá)智能電器有限責(zé)任公司