基于CompactLogix PLC的智能蓄电池维护系统设计.pdf

彳 亍业 应 用 与 交 流 自 动 化技 术 与 应 用 2 0 1 3 年 第3 2 卷 第l 期 nd u s t r ial Ap pl ic at i on s an d CO m mun 1 c a t i On s 2 系统总体方案设计 2 ． 1 系统的组成 本 课 题 设 计 的 智 能 蓄 电 池 维 护 系 统 主 要 由 R S V i e w 3 2组态软件 、整流设备 以及罗克韦尔 C o mp a c t L o g i x P L C组成 。其 系统 电气原理框 图及用户 端子接线图如图 1和图 2所示 图 l 系统电气原理框 图 图 2 用户端子接线指南 该装置可 以为我们提供蓄 电池容量 测试 、蓄 电池 激活、记录功能、性能曲线及趋势图、数据库功能、用 户界面、网络功能、打印功能、以及易操作的人机界面 主画面、实时曲线画面及历史曲线画面 等功能。 2 ． 2 系统的工作原理 如 图 1 所示 ， 图中 QF为动力 电源开 关 ， QF 1 为控 制 电源开关， Q F 2 蓄 电池电源开关。L1 、L 2 、L 3 、N为输 入三相 四线制 电源 的输入端 。B 一、B 为蓄 电池组 的接 线端。DC L D i r e c t C o mmu n i c a t i o n s L i n k 为整流设备 与蓄 电池组之 间的通信系统。 当蓄电池维护系统启动时， PL C与整流设备之间通 过 串行 通信端 口进 行通讯 传递信息 ； P LC与 PC之间通 过 E t h e r n e t ／ I P进行通讯传递信息 ， 把采集到的信息反 馈 到人机界 面上 。操作 人员根 据反馈 上来 的蓄 电池充 、 放电信息 ， 可 以调用到充、放 电实时监控界面 ， 观测充、 放 电过 程 ， 并参 照蓄 电池 参数 手册 ， 设 置 或修改 充 、放 电参数及充 、放 电时间等 。操作 人员也可 以通过反馈上 来的信息控制 Q F、Q Fl 、QF 2的开通和关断， 进而控制 蓄 电池的充、放 电过程。这样可以保证蓄电池组不会过 充电、过放电或温度补偿不适合等情况， 提高了蓄电池 组容量的有效利用率及蓄 电池的使用寿命。 2 ． 3 Co mp a c t L o g ix 的硬件软件连接 C o mp a c t L o g i x提供 了一个从单机到分布式应用系 统的解决方案 ， 控制器不仅具有较强的处理性能 ， 支持 多达 3 0个本地 l 7 6 9 I ／ 0模块 ， 还 内置有可进行实 时 I ／ 0 控 制的 E t h e r n e t ／ I P 、Co n t r o l Ne t 网络接 口， 与包括 1 7 6 9 I ／ O模块在内的多种 I ／ O模块一起实现分布式 I ／ 0扩展 。 本系统中使用 C P U型号为 1 7 6 9 - L 4 3 ， 其软件环境 为 RSL O g i x5 0 0 0编程软 件包 ， 上位 机监控 软件通 过 Et h e r ne t ／I P总线与 PL C通信以监控系统运行。 E t h e r Ne t ／ I P是一种适用于工业环境的通信系统 ， 具有 广泛 的优越性 。E t h e r Ne t ／ I P不仅解决了设备问的一致 性 问题 ， 而且使得 采用 E t h e r Ne t ／ I P组建 的控制 网络可 以较容易地 集成 到 I n t e r ne t ／I n t r a n e t 上 ， 可 以通过 I n t e r n e t 来管理整个企业网_4 Jo 3 人及界面设计 RS Vi e w3 2是基于组件集成并用于监视和控制自动 化 设备和过 程 的人机 界 面监 控软件 。其 功能丰 富 ， 利用 RS Vi e w3 2可 以广 泛的和 不同的 P LC 一包括 第三方 的 P Lc建立通讯连接 ， 建立广阔的监控应用f 5 1 。本系统即 采用 RS Vi e w3 2 软件设计监控界面。 3 ． 1 主界 面操作设计 主界面可分为 1 子界面操作部分。 2 放 电参数设 置部分。 3 放 电过程相关信息部分 4 充电参数设置部 分。 5 充电过程相关信息部分。 6 运行方式选择部分。 1 界面操作部分 界面操作部分位于主界面的正上方 ， 其功能为实现 对子界面的调用， 退出系统等功能。主界面初始状态如 图 3所示 。 自 动 化 技术 与 应 用 2 0 1 3 年 第3 2 卷 第1 期 彳 亍业 应 用 与 交 流 I n p u tR e a d F i l e I d ，F i l e Da t a i ’ 读取数据文件 到变 量数 组 中 i P 1 0 t X 1 ． C h a n n e l i一 1 ． A d d Y No w F i l e D a t a i ’显示历史曲线 Ne xt End I f 5 结束语 本文基于 P L C硬件和 OP C接 口技术 ， 设计 了一种小 型航空发动机测控系统 ， 实现了发动机测试过程中各项 性能参数的数据采集、显示、实时存储、数据回放以及 对发动机油门的控制功能。系统采用 PLC增加了可靠 性和可扩展性， 采用 OP C接 口技术使系统不依赖具体的 硬件 ， 提高了系统的兼容性 。实际使用证明， 该测控系 统工作可靠、界面友好、扩展性强 ， 可应用于小型航空 发动 机 的性 能测试 。 参考文献 [ 1 ]田利峰， 尹飞佳． 航空发动机润滑系统试验台测控系统 设计【 J ] ． 科学技术与工程 ， 2 0 1 l ； 1 1 2 8 2 4 6 2 4 9 ． [ 2 ]赵宴辉 ， 聂亚杰， 刘二平， 等 ． 监控系统中OP C 客户端程 序设计与实现 ． 微计算机信息， 2 0 1 0 ； 2 6 2 2 8 2 8 4 ． [ 3 】周新民， 铮． 基于OP C技术的P C与S 7 2 0 0 P L C的 实时通信【 J 1 ． 武汉理工大学学报 交通科学与工程版 ， 2 0 0 8 ； 3 2 2 1 6 8 -l 7 1 ． 【 4 】王绪彪 ， 张望 ， 江丹玲 ． 基于VB的O PC 客户端软件 的设 计与实现川 ． 自动化与仪器仪表， 2 0 1 1 ； 2 5 0 -5 3 ． [ 5 ]郑立译 ． O P C 应用程序入f q [ M] ． 日本O P C协会， O P C 中 国 促进委员会 ， 2 0 0 2 ． 作者 简介 鹿麟 1 9 7 8一，男，硕士研 究生，工程 师， 研 究 方 向浮 空 器机 电一 体 化 、 测控 系统 的设 计 。 上接 第 1 1 0页 系统设计的人机界面具有 以下功能 ①蓄 电池容 量测 试 具 有 可编程 恒流 负载进 行容 量 测 试 。 ②蓄 电池激 活 具有可编程恒 流或恒压 充 电， 自动 切换 充放 电。 ③记录 功能 可记 录蓄 电池 维护期 间的信息 如蓄 电池 的 电流 电压 等 。 ④性能曲线及趋势图 显示蓄电池维护期间的变 量曲线 如蓄电池组的电压变化曲线、电流变化曲线、 容量 曲线等 。 ⑤数据库功能 常用蓄电池的配套参数 如蓄电池 充放 电的 电压 、 电流等参 数 。 ⑥用户界 面 设置 参数 、显示参 数 、显示 图形及 观察系统的工作状况。 ⑦网络功能 智能蓄电池测试及维护装置具有远 端通讯接 口 可实现遥测、遥信、摇控功能 。 ⑧ 打印功能 打印完整的测试记录 ， 包括设置信息 和 测试 电池 的性 能参 数 。 4 结束语 本文针对 目前蓄 电池充电设备及电池保护系统只 对整 组蓄 电池进 行充 电和保护 的严 重不足 ， 利用罗克 韦 尔 自动 化相关软硬 件产 品 ， 设计 了一套使 用快捷 、优质 的蓄 电池维护和测试系统。该系统可 以为我们提供蓄 电池容量测试、蓄 电池激活、记录功能、性能曲线及趋 势图、数据库功能等多种功能 ， 使得既可保证蓄 电池组 中每 只蓄 电池均 能 “ 充 满 ” ， 又能保 证每 只 电池 不会 发 生过 充 电或过放 电情 况 ， 从而提 高 了电池 组容量 的有效 利用率及 每只 电池的使用 寿命 ， 因而具 有重要 的理论 和 应用 价值 。 参考文献 【 1 1李鹏． 电力电源及蓄电池远程维护系统设计与实践⋯ ． 苏州科技学院学报 工程技术版 ． 2 0 1 0 ， 4 4 4 4 7 ． [ 2 】王廷满 ． 蓄 电池维护 中几个 问题 的实践与探讨 ⋯ ． 电信 技术 ． 2 0 1 1 ， 9 0 8 1 0 ． [ 3 ]曹江海 ． 蓄 电池的维护与检N[ J ] ． 通信 电源技术 ． 2 0 1 2 ． 1 3 3 3 5 ． [ 4 ]黄允凯， 谈英姿． 深入浅出N e t L i n x 网络架构 [ M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 9 ． f 5 ] Ro c k we l l Au t o ma t i o n ． Rs v i e w3 2 Us e t Ma n u a l { E B／ OL ] ． wⅥ ． r o c k we l l a u t o ma t i o n． c o rn ， 2 0 0 8． 作者简介 张士磊 1 9 8 2 一 ， 男， 讲师， 研究方向 现场总线技 术 及 其应 用 ， 网络通 信 及 其 控 制技 术 。