蓄电池试验“云监工”系统的实现初探

2021-05-18陈琛刘翔张原

中国设备工程 2021年9期

陈琛，刘翔，张原

（国网宁夏石嘴山供电公司，宁夏石嘴山 753000）

铅酸蓄电池组是现代电网变电站、光纤通信网络、无线通讯基站等直流供电备用电源等系统必不可少的组成部分。为了保证系统的正常运行，必须要对铅酸蓄电池组进行维护和核容放电试验。目前广泛采用的维护方式是安装传统巡检仪，该方式需要2～3名维护人员携带放电设备进入蓄电池运行现场进行核容放电试验，在现场安装蓄电池采集和放电设备，并在现场监护蓄电池放电，每次放电需要3～10h完成，充电过程需要更长时间。由于维护时间较长，维护人员需要守在现场，使得蓄电池的维护工作整体效率非常低下。本文针对蓄电池组的维护现状，开发了蓄电池试验“云监工”系统，实现了蓄电池组的实时监测数据与手机APP同步功能，在数据异常时通过手机报警及时告知工作人员，并可对蓄电池组的核容放电试验进行远程操控，有效提升经济技术指标、提高生产作业现场工作质效。

1 系统构架

1.1 系统构架图

蓄电池试验“云监工”系统的系统架构如图1所示。系统的主要模块包括无线巡检放电测试仪、单体电池电压无线采集模块、物联网云平台和智能手机远程监控APP。主要工作流程为：无线巡检放电测试仪实时采集电池组组端电压、充放电电流和环境温度，并通过无线采集模块实时采集各单体电池电压数据，且实时更新数据缓存，并可进行现场核容放电试验；通过内置4G无线上网模块将测试数据实时上传到物联网云平台，且响应云平台上的传回操作；“蓄电池试验远程监控”手机APP通过云平台同步测试数据。

图1 蓄电池试验“云监工”系统架构

1.2 系统网络结构

蓄电池试验“云监工”系统的网络结构如图2所示。蓄电池容量测试仪云监工装置同无线采集模块通过无线传输方式采集单体电池电压测量数据，并通过4G网络将数据上送到云平台，同时接收云平台回传的操作命令，手机APP主要通过API接口和JS接口访问云平台，同云平台进行实时交互。

图2 蓄电池试验“云监工”系统网络结构示意图

1.3 系统功能

该系统设备端采用全彩、触摸液晶显示屏，单屏即可显示120节电池电压及其他监控数据并自动保存。系统手机APP端应用突破了时间和空间的局限，随时随地实时监护维护测试。系统界面如图3所示，具体功能如下：

图3 系统截面图

（1）实时查询。“蓄电池试验远程监控”手机APP同步物联网云平台中的蓄电池测试数据，进行实时展示，包括组端电压、各单体电池电压、单体电池电压累加和、电流、环境温度、放出电量、放电计时等。

（2）线上操作。“蓄电池试验远程监控”手机APP根据具体操作将命令发送到物联网云平台，由云平台透传给云监工装置。

（3）告警查询。可查询所有设备产生的告警记录，包括实时和历史的告警信息。

（4）设备管理。可添加和修改蓄电池测试云监工装置信息；可查询所有已添加设备，并根据需要监控对应的在线设备。

（5）权限管理。根据不同用户设定不同用户权限，主账号可以添加云监工装置和普通账号。普通账号无添加权限，但可进行云上数据查询和操作。

（6）4G无线上网功能。无线巡检放电测试仪内置4G无线上网模块，设备上电即进行联网，连接物联网云平台。

（7）数据云同步功能。实时同步蓄电池监测数据，包括组端电压、各单体电池电压、单体电池电压累加和、电流、环境温度、放出电量、放电计时等。数据根据设定阀值变化上送且定时上送，即保证云平台上数据在高精度范围内保持实时更新，同时可以避免放电过程数据变化频繁而导致上网流量消耗过大。

（8）云监工装置根据手机APP上操作，可实现远程操作响应，终止蓄电池组核容测试。

（9）蓄电池核容测试控制。设备端根据设定参数自动控制放电的启动和停止，可实现放电过程的全自动进行。

系统采用物联网云平台，用于设备云操作，存放蓄电池测试实时数据和进行远程操作等。利用云平台的组态功能，设置数据采集逻辑，并设定预警条件。利用平台提供的预警和云透传功能，将现场监测和告警数据透传给手机APP，实现手机APP和设备数据同步。平台同时接收手机APP上的远程操作，将操作透传给云监工装置，实现线上操作功能。