充电机充电铅酸蓄电池是目前数据中心UPS和通信电源中最普遍使用的备用电源充电机充电蓄电池。目前运行的充电机充电铅酸蓄电池组中容量劣化、备用时间不足的现象出现的频率较高，导致部分充电机充电蓄电池的实际使用寿命远低于设计寿命。充电机充电蓄电池性能的不稳定是电源系统，特别是UPS电源系统，稳定工作的巨大隐患。通过引入本充电机充电蓄电池在线监测管理系统，以达到对于充电机充电蓄电池进行实时监控和有效维护的目的。
主要作用在于：
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保障各单体充电机充电蓄电池充电电压、电流及温度等运行参数的合理性。
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通过对于各单体充电机充电蓄电池交流阻抗（非直流内阻）的在线测试，准确判断充电机充电蓄电池组中的劣化充电机充电蓄电池。及时发现容量不足充电机充电蓄电池，保障充电机充电蓄电池系统放电时间。
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对于充电机充电蓄电池组及各单体电池的报警状态进行判断并记录。
4
依靠现有动力环境监控或其他网络传输方式，实现对于充电机充电蓄电池参数的远程监控。
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核对性放电测试时，能够定时记录充电机充电蓄电池的单体电压和阻抗变化，获得各单体电池放电曲线。(与上位监控软件配合实现)
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自动生成充电机充电蓄电池各指定运行时间段的报表。(与上位监控软件配合实现)



功能概述

1基本功能
　　充电机充电蓄电池监测管理系统，应该对其监控的充电机充电蓄电池组和电池组中各单体充电机充电蓄电池参数进行实时监控。包括：
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单体充电机充电蓄电池电压、电池组电流和环境温度的实时监测；通过选配，可支持单体电池温度测量功能。
　　系统能够准确测量各单体电池电压、电池组充放电电流、电池组电压、环境温度。通过扩展温度监测模块，系统支持对于单体电池温度的监测和显示。系统自动循环检测充电机充电蓄电池组中各单体充电机充电蓄电池电压、电池组电流和环境温；UPS/EPS充电机充电蓄电池监测管理系统每10秒钟对充电机充电蓄电池各参数进行一次检测。


2
具有单体充电机充电蓄电池交流阻抗测试功能，能够准确反映充电机充电蓄电池劣化状态
　　系统经过权威机构测试，系统测试获得的单体充电机充电蓄电池阻抗结果应与充电机充电蓄电池的劣化状态具有较高的关联性，能过准确反映充电机充电蓄电池的劣化。系统能够根据远程或本地发送的操作命令，自动的对充电机充电蓄电池组中的各单体充电机充电蓄电池进行阻抗试验；
　　单体充电机充电蓄电池阻抗测试过程中，不需要任何人为干预或对电源状态做任何调整，可以依靠系统完全自动实现；能够在浮充、均充、放电、离线等不同状态下，对电池组中的单体进行阻抗测试；采用交流阻抗测试方法，系统应能准确测试各单体电池的阻抗，而不是直流内阻。单体充电机充电蓄电池阻抗测试过程中，不对充电机充电蓄电池组或其中的部分连接充电机充电蓄电池进行放电。
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报警及报警状态输出
　　系统根据实时监控数据对不同种类的报警进行判断，并可通过通信接口及开关量输出节点对报警状态进行远程传输；
　　系统通信协议内应包含对于报警状态的判断和设置，能够在第一时间将系统报警发送到主控中心。
　　系统具备单独的开关输出，并通过不同的开关量输出指示不同的系统报警状态，当通信连接问题时仍然能够对报警状态进行判断，并通过开关量节点进行输出。根据不同的报警状态系统提供紧急报警、预警及连接告警等3类报警输出开关量：紧急报警（针对电池断路、短路或温度过高等条件进行报警）；预警（针对系统中单体电池阻抗异常进行报警）；连接告警（当系统与充电机充电蓄电池之间的连接、系统的主站通信等出现问题时，通过开关量进行报警）。系统报警具有良好的实时性，从系统中出现紧急报警到系统对报警状态进行开关量输出时间应不超过20秒。


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通信接口
　　系统具有标准的通信接口，支持远程数据监控和系统状态查询。系统可支持扩展RS232、RS485、RS422、TCP/IP、光纤等多种网络接口UPS/EPS充电机充电蓄电池监测管理系统式。标准系统应具有标准485或RS422传输接口，并支持MODBUS标准通信协议。并可通过扩展实现其他多种接口方式。
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数据存储及放电记录
　　结合上位软件监控系统，系统能够对充电机充电蓄电池的报警数据及放电数据进行记录。以上记录需掉电保持，只能通过操作员调用、查看或删除；系统能够对所有的报警数据进行记录，记录内容包括：故障点位置、故障内容、起始时间、结束时间等。充电机充电蓄电池组放电时，系统可以通过人为控制指令开始记录各电池组的放电数据。该数据存储在系统中，供远程传输或本地调用。


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本地数据显示和操作（选装）
　　除通过网络实现系统数据的远程传输和监控外，系统支持在电池室本地的数据显示及状态查询。通过5.7英寸工业触摸屏，可以实现本地的实时数据显示、实时报警状态显示、历史数据查询、历史报警数据查询等。


2可扩展性和安全性
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系统能够满足各种充电机充电蓄电池配置的UPS系统的监控要求。系统能够满足由2V，6V，12V等不同单体电压构成的UPS系统充电机充电蓄电池监控的要求。
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充电机充电蓄电池监测系统与电池连接部分（主要包括与充电机充电蓄电池有直接电气联系的芯片及连接器等）应采用高可靠性及高耐压器件。由于UPS用充电机充电蓄电池系统属于高压直流系统，本充电机充电蓄电池监控系统充分考虑系统高压的特点，不会因充电机充电蓄电池系统的引入而增加UPS系统风险。系统中各隔离部分之间均达到DC1500V的耐压要求。


3
电磁兼容性及过压、过流保护. 
充电机充电蓄电池监测系统必须具有良好的电磁兼容性和防雷击、防过压及过电流保护措施。
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数据安全性
　　充电机充电蓄电池监测系统应具有掉电保持型数据存储功能；系统能够对实时监测数据以及报警状态进行自动记录。在网络连接不顺畅的情况下，仍能够对系统的数据进行监控和实时分析。


3产品的冗余性能

　　充电机充电蓄电池监测产品采用高可靠性设计，并在产品设计之初秉承安全可靠性第一的原则。产品在设计上采用高耐压设计的同时，在系统的安装和使用过程中加入了多重的安全防护。如在系统与充电机充电蓄电池连接的采样电缆中串入保险线，以防止由于安装过程中的误操作或系统损坏对于充电机充电蓄电池的影响。
　　另外，充电机充电蓄电池监测系统与UPS系统之间没有直接的电联系。充电机充电蓄电池监测系统一旦损坏只是会自身停止工作，绝不会影响到UPS系统的正常运行。系统只是在安装时，为系统和人员安全考虑，需要将所连接的本组充电机充电蓄电池脱离开UPS系统。其他时间，充电机充电蓄电池监测系统与UPS系统本身没有直接关系，不会对UPS系统的稳定运行造成任何影响。


4测量参数精度及功能指标


　　充电机充电蓄电池监测系统采用模块化结构设计。根据不同模块的功能分为数据采集模块及控制单元。
技术指标
　　以U400-S2数据采集模块与内阻监测模块一体机为例。U400-S2模块通过采样线与各单体电池的连接，单一模块即可实现对于单体电池的电压、内阻、电池组电流及环境温度的实时监测。根据测试充电机充电蓄电池的种类不同数据采集模块可分为2V,6V和12V模块。每个模块为19英寸1U标准机箱。
　　每个模块最多能够连接48只充电机充电蓄电池。数据采集模块与每只单体充电机充电蓄电池连接，监测单体充电机充电蓄电池电压、电池组电流和环境温度。依据远程监控设备或本地操作模块提供的指令，实现对于单体充电机充电蓄电池内阻的在线检测。多个数据采集模块可以通过RS485接口进行连接，通过网络扩展满足各种充电机充电蓄电池配置的要求。
　　U400-S模块具有内阻监测功能，模块内置内阻测试所需的交流内阻测试信号发送接口，将内阻监测模块是产生的交流信号注入到电池组中。利用数据采集模块捕捉各单体充电机充电蓄电池对于该信号的反馈信号。完成对于单体电池内阻的监测。每个内阻模块只需与充电机充电蓄电池组进行简单连线就可以实现单体充电机充电蓄电池内阻的准确监测。


控制和通信单元
　　控制和通信单元对数据采集单元工作进行控制。控制和通信单元包括2部分：本地操作触摸屏和主控模块。主控模块负责对与其连接的数据采集单元进行控制。通过通信接口，实时采集数据采集单元的最新数据。可通过多种接口将获得的数据传输到主控中心，并可通过触摸屏进行本地数据显示和操作。利用本地触摸屏能够实现充电机充电蓄电池的数据的本地查询和系统的设置，指示清晰、操作方便。
　　主控模块具有多个报警数据输出点，可以对不同报警状态（紧急、非紧急、预警等）进行报警开关量输出。主控模块可存储大于10000个数据点的数据。可以对系统报警及历史数据进行存储。
　　在网络通信方式上，主控模块提供标准MODBUS协议，便于系统数据传输与集中监控。准确显示单体电池实时数据及报警数据。触摸操作，简单便捷实现对于系统的参数和报警阈值的本次设置。


基本技术说明

1充电机充电蓄电池内阻监测技术概述
　　充电机充电蓄电池监测管理系统，采用巨成具有自主知识产权的发明专利技术设计和制造。通过实时在线的测量各单体电池电压，电池组电流、温度等运行参数，同时准确测量各单体充电机充电蓄电池内阻保证充电机充电蓄电池可靠、稳定运行；大大降低了充电机充电蓄电池维护的难度和使用风险。巨成的内阻测试技术在国内外多个生产厂家和现场进行过充分的测试和认证并获得了国内外同行和使用者的一致认可。
　　典型的充电机充电蓄电池故障如硫化、失水、极板腐蚀等现象，将造成充电机充电蓄电池内阻的显著变化。通过连续有效地监测充电机充电蓄电池内阻，能够准确发现充电机充电蓄电池容量的故障。避免由于充电机充电蓄电池严重劣化造成的充电机充电蓄电池起火、爆炸等恶性事故的发生。充电机充电蓄电池典型劣化方式与内阻关系的对应。


2巨成充电机充电蓄电池交流阻抗测试技术
　　基于脉动直流激励技术的充电机充电蓄电池交流阻抗测试方法对于交流阻抗测试法而言，小信号捕捉、交流信号处理、抗干扰处理以及特性阻抗的选择是该技术的难点。由于充电机充电蓄电池的交流阻抗测试是本项目中的基础技术，该技术的实现对于本项目具有比较关键的意义。采用交流法测试充电机充电蓄电池阻抗，对于微小信号的捕捉具有很高的要求。由于充电机充电蓄电池的阻抗一般非常微小（通信用充电机充电蓄电池一般为数十微欧至数毫欧），需要高精度的电子电路配合才能实现对于充电机充电蓄电池阻抗的准确测量。下图为充电机充电蓄电池阻抗的等效电路图：


　　在测试过程中，由于充电机充电蓄电池的阻抗数值非常微小，任何干扰信号都有可能对测试结果造成致命的影响。合理和有效的滤波电路是设计中必须要解决的问题。采用交流法，对于测试信号的频率选择非常重要。测试频率应选择在获得的特性阻抗与充电机充电蓄电池劣化性能相关性最好的频率段。对于充电机充电铅酸蓄电池，根据公认的研究成果，对于充电机充电铅酸蓄电池测试的最优频率为数赫兹至数十赫兹之间。巨成科技的测试频率选择在10-300赫兹的频率范围,完全符合充电机充电蓄电池内阻监控的国际通行标准。
　　基于充电机充电蓄电池的阻抗特性分析充电机充电蓄电池的劣化状态是对充电机充电蓄电池故障判断的有效方法。特别是在充电机充电蓄电池出现一定幅度的性能劣化时，通过阻抗特性来判断是非常有效的。利用充电机充电蓄电池阻抗对充电机充电蓄电池的劣化进行判断的标准一般是，当充电机充电蓄电池在浮充状态下的特性阻抗增加50%时，充电机充电蓄电池的容量一般会有10-30%的变化。内阻变化一般经历3个阶段：
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投运初期，电池进入稳定运行期间，电池内阻有所下降；
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在电池正常运行的很长一段时间，内阻保持相对稳定；
3
在电池寿命终结前的一段时间，内阻呈快速上升趋势
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充电机充电蓄电池的阻抗特性与其劣化状态的相关性，可以通过充电机充电蓄电池的典型劣化方式加以说明。工业用充电机充电蓄电池的典型劣化方式包括：失水、极板腐蚀和活性物质脱落、硫化、极板短路和极板连接不良等。同时，充电机充电蓄电池的阻抗特性还与其运行状态如温度有关。

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网络集中监控软件

监控平台简介  
充电机充电蓄电池参数综合分析系统

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概   述
　　TP-MASTER充电机充电蓄电池参数综合分析系统与采集模块进行通信，并将相关参数进行显示。通过通信接口，实时采集模块的最新数据。可通过多种接口将获得的数据传输到主控中心，并可通过远程监控平台显示数据、对监测模块进行操作。利用本地触摸屏能够实现充电机充电蓄电池的数据的本地查询和系统的设置，指示清晰、操作方便。在网络通信方式上，TP-MASTER提供标准RS232接口，并兼容MODBUS协议，便于系统数据传输与集中监控。TP-MASTER采用工业触摸屏，准确显示单体电池实时数据、历史数据及报警数据。触摸操作，简单便捷实现对于系统的参数和报警阈值的本地设置。

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基本功能
　　显示功能：单体电池电压、电流、内阻。
　　告警功能：单体电池的温度告警、电压、电流、内阻异常告警
　　报表功能：单体电池电压小时数据，单体电池内阻每日数据
　　电池组充、放电数据、单体电池充、放电数据、单体电池电压小时曲线、单体电池内阻曲线。
　　参数设置：电池电压、电流、容量、温度门槛值。
　　操作功能：电池修复。
　　通信接口：RS485
　　通信接口（对U400-S）
　　集中监控及通信功能：自动存储30天内单体电池内阻数据；自动存储电池组充电、放电下的数据；
　　历史数据显示及存储：自动存储24小时内单体电池电压数据。