ST-AMS蓄电池在线监测系统

一、概述

在通信设备、电力二次设备及动力设备等系统中，蓄电池组是重要的储能设备，它可保证通信设备及动力设备的不间断供电。但如果不能妥善地管理使用蓄电池组，例如过充电、过放电及电池老化等现象都会导致电池损坏或电池容量急剧下降（即使只有一节电池性能恶化，也会严重影响整组电池的性能），从而影响设备的正常供电。因此，及时可靠的对电池组进行巡回检测对于维护通信系统设备的正常运转具有十分重要的意义。

许多缺乏电池测试和维护计划的电源系统用户都已得到了这样一个惨痛的教训，即:在市电断电时,系统没能维持几分钟就陷入瘫痪。

引起这一严重后果的因素源于蓄电池。很多电源系统用户已经意识到通过对电池实时监测可以及时发现蓄电池潜在的危险。因此制定一个完整、有效、定期的蓄电池维护测试规程是非常重要的。从长远来看，不仅能确保系统安全运行也可使您节约大量维护成本及不必要的损失。  

2004-2005年UPS蓄电池故障已经引发了多起通信中断重大事故，损失巨大。据统计分析，约60%的电源设备事故由蓄电池故障引起。

因为在实际中：

◆ 大多数“免维护”电池使用寿命比预计的要短很多；

◆ 电池安装以后可能没有专人管理；

◆ 手工检测很困难，数据分析需要专业知识； 

◆ 很多场合不具备定期放电检查的条件；

◆ 电池放电测试的风险很高；

◆ 无人值守站的日常检查费用很高；

◆ 大部分电池监测系统只采集了电池的电压，反映不出问题；

◆ 具有“电池管理功能”的UPS并没有检测到单电池。

蓄电池在线监测管理就是要在电池运行过程中把握电池的真实运行状态，确保蓄电池能够提供足够的后备动力。主要意义包括：改善蓄电池的使用条件，延长蓄电池的使用寿命；掌握蓄电池的当前状况，尤其是蓄电池的容量衰减；及时处理蓄电池问题，避免停电后设备瘫痪；避免盲目更换蓄电池，减少电池更换费用；降低蓄电池现场维护费用；便于集中监控和网络化管理。

二、  蓄电池在线监测系统解决方案

1、系统简介

陕西柯蓝电子有限公司以及对蓄电池应用行业的多年研究为基础，采用*的蓄电池在线测试技术，专门开发了UPS蓄电池在线监测系统,*解决了蓄电池日常检测及维护难的问题。柯蓝电子改变以往蓄电池测试方法，在蓄电池测试领域实现质的改变。通过便捷在线内阻测试，即可轻松判断每节蓄电池优劣。

ST-AMS蓄电池在线监测系统是陕西柯蓝电子产品系列之一。该系统运用了*后备电源测试技术、微电子技术、通信技术及计算技术，具有强大的遥测、遥信、遥控功能。

ST-AMS蓄电池在线监测系统主要是针对通信、动力系统中的蓄电池组及UPS进行实时监测，并对数据进行综合分析处理，及时判断故障、提供维护建议及产生告警，并对远端设备进行遥控和调节，从而实现通信机房、端局的无人值守。采用这种现代化的监控系统，其根本的目的是为了提高设备的维护和管理质量，降低设备的维护成本，提高整体的工作效率，从而建立一套高可靠性、高效率的维护体系。

采用模块化结构，关键设备拥有自主知识产权，软件自行开发，并提供开放型的接口协议，组网灵活，系统严格按照国家有关测试与维护规程要求规范开发，在实用性、可靠性、技术型等方面均达到较高水平，可广泛应用于通信、政府、电力、交通、*、教育、铁路、金融等领域。

2、功能

能实时监测所有电池的实时参数：组压、单体电压、单体内阻、容量、温度、电流等，当单体电压、单体内阻及系统发生异常时应能发出声光报警信号，报警记录和历史数据自动存储并可查询。具有专业软件分析功能，自动生成报表。该系统能通过网络实现监控，远程报警。

3、蓄电池在线管理解决方案

（1）、用户要求

A、远程集中在线测试电池的电压、充放电电流、容量、内阻、环境温度等参数.

B、具有智能电池检测，蓄电池单体监测系统应选用技术上成熟可靠、应用广泛的产品，应能实时监测所有电池的实时参数：组压、单体电压、环境温度等，当单体电压及系统发生异常时应能发出报警信号，报警记录和历史数据自动存储并可查询。具有专业软件分析功能，自动生成报表。该系统还能通过网络实现远程监控，远程报警。

（2）、蓄电池在线管理解决方案

根据用户提出的蓄电池监测要求提供解决方案：（拓扑示意图如下）

本方案蓄电池在线监测系统主要由XJ主控单元﹑DM电压内阻模块、TA电流模块、TC温度模块组成另根据用户需要，可做到将DM电压内阻模块采集到的每节电池的参数上传给XJ主控单元,并由XJ主控单元通过TCP/IP方式接入局域网，服务器收到数据后进行分析处理并保存，另外通过其内置的WEB颁布功能将数据通过网页的形式颁布出去。这样网络内的电脑只要访问这个网页就可以查看现场蓄电池状况。本方案基于的数据库及WEB颁布技术，适合于在局域网内实现蓄电池组远程报警和远程在线实时监测。终端无需在电脑上安装的软件。

4、技术优势：（行业的单体蓄电池在线内阻、电压测试技术）

    当前电源用户对蓄电池的性能评估一般都采用整组电池核对性放电和蓄电池单体电压巡检,不可否认核对性放电是一种验证电池性能zui可靠的方法,但是大多数电池用户认为进行这种类型的测试是工作既复杂又费钱费力。

由于浮充状态下的电压并不能真正反映蓄电池内在健康状况（如下实例)。通过测量电池的内阻来确定电池的状态被证明是非常可靠的方法，因此蓄电池内阻测试已成为核对性放电测试的廉价补充或替代手段,蓄电池维护中*的，也是快捷有效的维护方法之一。通过内阻参数来预测电池的性能在蓄电池测试领域也是一次技术重大变革。

如图所示（实测例子），3号电池在浮充时测得的电压在正常范围，但测量其内阻发现远远偏离标准范围，做核对放电发现容量已已低于标称容量的80%。

采用直流内阻在线测试技术，此项技术包含了：在线测试技术，特征点高速捕捉，多重保护及自检功能。因此*有效解决了在线、安全、准确测得蓄电池内阻存在技术难题。测试过程无须将充电机与蓄电池组断开，不影响直流系统正常运行，测试不受充电机纹波及外界环境干扰，数据测量准确、稳定。

    电压检测采用16位并行A/D转换技术，无开关或继电器切换，实现了高速及高稳定采集，精度可达0.1%。采集单元前后级采用了光电隔离，避免前端对后端电路的干扰，保证系统安全可靠。另外系统采用了*方便的较准技术，通过后台软件即可对每路电压采集电路进行自动校准，无需对硬件进行任何操作

5、系统软件主要界面

（1）实时监测——详细数据：此界面以数据形式显示，数据可以以EXCEL导出编辑。显示参数有：组压，单体zui高电压和zui低电压序号、单体zui高内阻序号、电流、环境温度及列表显示每节蓄电池的电压值和内阻值。

（2）实时监测——内阻柱状图：此界面以柱状图形式显示，当某节蓄电池内阻超出阀值，整条柱状显红色；鼠标移到每条柱状时会显示单节电池序号和内阻值；

（3）实时监测——电压柱状图：此界面以柱状图形式显示，当某节蓄电池电压超上限和下限阀值，整条柱状显红色；鼠标移到每条柱状时会显示单节电池序号和电压值；

（4）月报表——每月自动生成月报表，综和国内外专家经验值和多年蓄电池内阻测试经验分析报表。自动分析并提示哪些蓄电池需活化或哪些蓄电池需更换。

（5）内阻历史记录——历史数据可追溯近5-10内年的数据（记录硬件大小决定）。

6、各部件说明

（1）、XJ主控单元：

1、XJ主控单元用于站端控制套系统工作，包括数据通讯、控制、智能管理分析功 能实现，主模块同时完成与远端计算机交互。具有人机交换键盘、液晶显示、重要与一般报警指示、数据存储和通信功能。

2、每个XJ主控单元可管理4组且每组小于200个TA模块。

3、单元与单元RS485通讯，可任意扩展；

4、采用*电子高速、高精度采集技术；

（2）DM电压内阻单元：DM电压内阻单元是陕西柯蓝电子有限公司推出的专门为单节电池设计的产品，符合ANSI/TIA-942标准要求.

1、每天24小时在线监测，随时发现性能劣化的电池

2、每个模块监测一节电池，监测电压、内阻与内部温度，符合ANSI/TIA-942标准要求

3、提供后台软件，随时掌握电池运行情况

4、模块带光电隔离，支持MODBUS协议，极易接入第三方监控系统

5、安装极其简单，只需正负极各接一根线，无需专门培训就能安装

6、配置灵活，维护方便，低成本解决方案

（3）TC温度单元

1、可环境温度。

（4）TA电流单元

1、用于监测电池组电流。

三、 系统配置

（1） XJ主控单元

（2） DM电压内阻单元

（3） TC温度单元

（4） TA电流单元  

（5） 安装材料

（6） AMS蓄电池在线监测系统软件 

四、产品功能

1、在线检测每节蓄电池内阻；

2、在线实时监测单体电池电压﹑总电压、电流﹑环境温度；

3、总电压、单体电压、温度超出报警值自动报警，阀值可设定；

4、保存每次监测数据，24小时可查询任意时刻数据；

6、具有专业分析管理软件，自动生成月报表并可打印。月报表显现每节电池在当月运行中电压变化情况和报警记录，发生zui高、zui低运行事件；

7、能自动判断蓄电池组测试结果，提示某序号蓄电池发生电压异常，建议需要某序号蓄电池实现电池活化，建议需要某序号蓄电池及时更换；

8、系统可扩展强，如后续添加蓄电池组监测均可方便加入统一管理。

五、 公司服务

1、咨询（蓄电池运行维护和测试）；

2、培训（蓄电池知识及产品应用）；

3、响应（接到用户申请，48小时内到现场处理）；

4、售后服务：半年内包换新机，三年内免费维护，终身技术服务。可派到产品使用地对产品使用人员进行技术培训，或由产品使用方派1-2人到我公司进行产品技术培训，费用由本公司负责。

六、蓄电池在线监测产品安装示例

七、产品应用

自投放市场以来，先后在通信、金融、政府、电力、交通、*、教育、铁路等领域获得了大量应用，部分如下：

高性价比的系统解决方案、客户满意的售后服务、*的兼容性、扩展性和可维护性，准确的实时在线监测数据分析与实际维护效果得到了用户的普遍认可。