一款远程直流电源监控系统设计方案

一款远程直流电源监控系统设计方案

1 前言

上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出了以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图1所示。实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线。蓄电池放电后，用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池，使它恢复工作能力，这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时，电池正极与电源正极相联，电池负极与电源负极相联，充电电源电压必须高于电池的总电动势。充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。

变电站、发电厂、通信机房需要稳定可靠的直流电源系统为蓄电池充电，向控制回路和合闸回路供电。直流电源管理电池充放电、监控开关状态和直流系统运行状态，以便在运行过程中确保电源和设备安全高效运行。电源监控系统已从简单的监控功能发展到具有三遥和报警功能，具有较完备的管理和远程监控功能的系统。电源监控系统基于导轨式安装电力监控仪表的电源监控管理方案。该方案主要由触摸屏、单相或三相交流信号采集单元、互感器构成，能对数据中心电源进行实时采集与显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、谐波和电能。节能减排目前已成为衡量企业未来可持续发展的重要指标。随着电信、银行以及大型企业业务的扩展，庞大的数据中心所带来的管理维护费用和不断攀升的电费已成为企业主管的一大难题。

2系统硬件设计

2.1硬件电路设计

直流电源系统需要采集多路模拟量、数字量并要求多路空节点和0 V~4 V的可调电压输出，即四遥功能。监控单元有两个串行口，一个用于连接智能设备，另一个用于和TC35i通信。监控单元还需要键盘和液晶显示。根据以上需求，系统需在单片机最小系统的基础上增加较多外设。采用带双串口的单片机减少外设数量，则增加系统成本，而且限制单片机本身的通用性。其硬件原理图如图1所示。