蓄电池组智能充放电系统及其集群控制

蓄电池作为机车上的直流电源，对机车运行起着重要的作用。在机车的定期维修保养中，都要对机车蓄电池进行规范的充放电保养。目前，机务段所采用的充放电装置功能单一，一般只能进行简单的充电和放电，而对被充电电池的状态不能检测，对有故障的蓄电池不能进行判别，很难准确地控制蓄电池充放电，而且充放电现场有酸雾的侵蚀，环境恶劣，危害着操作人员的身体健康。针对存在的这些问题，我们研制了一种新型的蓄电池智能充放电系统，以提高蓄电池的充放电质量，缩短充放电时间，延长蓄电池使用寿命，并且对充放电机实行集群控制，提高工作效率，改善操作人员的工作环境。 本论文首先综述了蓄电池及其充放电机的发展动态，蓄电池的性能、特点及其充放电工艺要求，根据机车蓄电池保养、维护工作的要求和特点，提出了蓄电池智能充放电系统的设计方案：该充放电机采用DSP控制主回路，单片机进行管理的方案，且通过单片机与后台机的通信联系，实现后台机对多台充放电机的集中控制和管理。该系统可以方便地选择充放电工艺曲线；自动跟踪工艺曲线控制充放电过程；出现异常情况时可以报警并自动进行处理(暂停或停机)；充放电过程的控制既可由前台单片机执行，也可由后台机PC机执行；后台机的数据库具有强大的管理功能。本论文完成了智能充放电机的硬件结构设计，包括对主回路、DSP、单片机、后台机部分的硬件设计；电压、电流、温度参数的采集电路设计及数据处理；系统软件的开发调试(后台机控制程序和管理程序设计；单片机通信软件设计；充放电曲线绘制软件设计；以及数据库设计)。实现了系统的通信设计以及集群控制。重点论述了后台机的软件设计以及软件设计过程中所用到的多线程、曲线平滑、软件可靠性、数据库开发技术等。 本论文设计中，充放电系统的核心采用DSP；使用两级多路开关循环选通的方法，巧妙地解决了不共地单体电池电压信号的采集问题；对温度信号的采集使用了数字式温度计，多个并接后直接与单片机的I／O口相连，大大减少了信号联线；多台充放电机的充放电过程在后台机上以分屏的形式直观显示，画面灵活切换；对1—4台充放电机实行集群控制，大大提高了工作效率。