系统介绍

 

                             万霖（北京）消防技术有限公司

 

    WANLIN-TLI-X80电池远程实时监测系统简介   

一、UPS应用

    UPS不间断电源(uninterruptible power system)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。 从原理上来说，UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护储能装置于一体的电力电子设备，它是由一套交流+直流充电+交直流逆变装置构成。UPS中的蓄电池在市电正常供电时处于浮充状态。一旦市电中断，蓄电池立即将储存的直流电输出给逆变器，逆变成交流电供给计算机等负载设备，保持对负载设备供电的连续性。所需要的备用时间可以根据用户的需求来配置合适安时/AH的电池来满足。当市电停电时，电源在无断点的状况下对负载继续供电.可保证负载系统不丢失信息和数据，以及保证负载设备、计算机磁盘的盘面或磁头不受损坏，保证设备在停电时还能正常无误的运行。  

    从用途上来说，随着信息化社会的来临，UPS广泛地应用于从事信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节。用量较大的行业有：邮政、电信、移动、金融证券、医院、电力、军队、石化、工矿企业及各大院校等多个领域，其重要性是随着信息应用的日益提高而迅速增加的。

二、电池发展及风险

    近二十年来，阀控式铅酸蓄电池（VRLA）在许多不同领域被迅速推广应用。铅酸电池 “免维护”的承诺，使其在新领域的推广和取代传统的防酸隔爆式电池起到举足轻重的作用。阀控铅酸蓄电池投入使用以来，由于其具备免维护、轻便、易于安装、使用年限比传统防酸隔爆式电池长等优点，很快在各行业 UPS 应用场所中得到了广泛应用。但现实状态表明，无论是国内还是国外，阀控铅酸蓄电池的实际使用情况并不令人乐观， 阀控铅酸蓄电池在使用过程中都出现了一系列令用户失望和不放心的问题：阀控铅酸蓄电池在使用 3~4 年后，大部份电池组很难通过容量和安全检测，只有少数能超过 6 年。

    由于号称免维护，许多蓄电池使用单位减少了对蓄电池维护的人员和精力，而且对于此类蓄电池维护，经常缺乏经过培训掌握相应知识的人员。很多情况下是在市电停电后才发现蓄电池放电容量达不到设计要求，甚至有的电池组的容量达不到额定容量的 50%的情况下，还在继续“工作”，这样就已经埋下了安全隐患。因此，阀控铅酸蓄电池出现的故障类型和次数反而明显高于传统的蓄电池。

    传统蓄电池基本的故障是正极板腐蚀引起正极活性物质丧失。而阀控铅酸蓄电池产生故障的原因却很多，如板栅腐蚀及结晶问题，甚至极柱从蓄电池盖突出造成酸雾泄漏；由于电池失水过多，甚至干涸而引发的一系列性能变坏的问题，如内阻增加，热失控，造成壳体膨胀变形，严重时即可冒烟、爆炸、失火；电池性能不均匀，个别电池提前失效问题，以及缺乏性能监控及检测手段等等。

    电池的现状一方面说明蓄电池的性能还有待提高，从设计和生产控制方面还需不断完善；另一方面，正确使用电池，加强日常维护和监测管理非常必要，实时监测管理绝非“锦上添花”。随着各行各业对电池在应用中不断暴露出的安全隐患问题，引起了极大重视，因此，需要采取更有效的措施，扭转极不安全的被动局面。而在电源系统中，关键的就是蓄电池。所以对蓄电池健康状况进行日常检测维护的重要性就突显出来。电池在实际使用过程中会出现以下几种情况：
? 1、大多数“免维护”电池使用寿命比预计的要短很多。

? 2、电池安装以后可能没有专人管理或没有按照规程管理。

? 3、手工检测很困难，数据分析需要专业知识。

? 4、 很多场合不具备定期放电检查的条件。

? 5、 不按规定流程和时间给电池充放电。

? 6、 无人值守站的日常检查费用很高。

? 7、大部分电池监测系统只采集了电池的电压，反映不出问题。
? 8、具有“电池管理功能”的 UPS 并没有检测到单个电池。
? 9、 一只电池失效 = 整组电池失效。

10、在不知情、毫无征兆情况下冒烟、爆炸、失火。

    电池安全隐患已是UPS用户担心的核心问题，一旦失火就会给单位和管理人员造成无法挽回的损失，现实生活中各行各业失火案例很多，用户可上网查询相关案例。

 

 

三、远程实时监控电池的意义

??远程实时在线监测管理，就是要在电池运行过程中把握每块电池的真实运行状态，确保蓄电池在任何时候均能提供足够的后备动力和安全警示。电池在线监测管理产品的主要意义包括：
1、真正实现电池的预防性维护、检修和更新。防止正常电源突然中断后，因蓄电池、逆变电源等直流系统动力不足造成主设备损坏或被迫停止运行而引起的重大事故。
?2、提供改善电池的使用条件依据，延长电池的使用寿命。

?3、掌握电池的当前状况，分析电池发展趋势，尤其是电池的容量衰减和安全系数。

4、避免盲目更换电池，减少电池更换费用。
?5、降低电池现场维护检测费用。
?6、便于集中监控和网络化管理。

7、及时发现电池安全隐患，提供电池安全运行数据。

    我院科研人员多年前投身电池运行数据研究以来，为电池行业开发了一系列先进实用的测试和检测手段， 推动了电池能源产业的发展。经过多年与行业专家和电池用户的共同研究，收集分析了大量国内外的技术资料，在电池检测研究的基础上，突破性解决了蓄电池容量衰减趋势、容量预估、安全预警实时在线监测的难题，成功的研制出了UPS电池实时远程监控系统 。

四、 WANLIN-TLI-X80 BMS电池实时远程监控系统功能

    我院研发的WANLIN-TLI-X80 BMS蓄电池在线监控系统可实时在线监控电每块池电压、 内阻、 温度。站点充放电电流、环境温湿度。当电池电压、内阻、温度、电流等数据出现异常时，及时向用户提供报警。界面以数值及图形化形式显示电池数据，并通过数据库保存历史数据，便于日后对数据进行分析。报警信息发出后，能够让用户在短时间，定位故障电池块的具体位置及故障类型及损坏程度。

通过WANLIN-TLI-X80 BMS 系统实时监测，可实现：

1、及时发现劣化电池，显著降低电池故障导致的停电、宕机和爆炸失火的风险，为您的电源系统保驾护航。

2、节约电池费用，根据监控数据及时剔除异常电池，避免损坏其他电池，延长整组电池寿命。

3、代替人工巡检，保证人身安全，避免巡检维护人员因接触电池被电伤、灼伤等损害人身事故情况发生。

4、为用户电池组安全管理及更新电池提供准确依据。

5、考核UPS维护人员，对UPS是否正确及时进行充放电维护提供依据。

6、对UPS定期维护提前提醒。

WANLIN-TLI-X80 BMS系统技术特性：
1、系统内阻测量采用脉冲测量方法，准确可靠的监测内阻的变化，获取精准的数值；
2、系统的四线法测试电流比直流放电法的电流小，对 UPS 及蓄电池没有损伤；
3、系统采用光电隔离测试技术和多重保护，抗强静电、遇水不短路，在恶劣环境下能够继续工作；

4、24 小时不间断厂家主要生产：NB、WiFi烟感，各消防主机远程传输模块，4G远程控制模块，无线智能NB压力表液位计，WiFi漏水报警器、可燃气体报警器，一键报警系统，平台免费实时监控环境温湿度、电池组及单个电池的电压、电流、内阻及温度；

5、自动巡检，免维护，高速、及时、可靠；
6、内阻值可根据需要定时或实时上报，自由设定；
7、多种多样的事件管理和告警判据设置，并可以短信、邮件形式向用户指定人员及时发送；
8、详尽的历史数据记录，提供维护、安全系数分析依据；
9、以太网或局域网网络化管理，有利于扩容和集中监控，实现上传数据；

10、站点可选无线通讯数据传输和报警，利用手机等移动设备进行实时监控，维护修改系统；

11、通过浏览器登录查看系统数据，修改设置，随时随地实时浏览。
12、采用 RTU 模式的 MODBUS通讯协议，数据传输稳定及时。
13、采用分布式模块化结构设计，有利于安装和扩容，便于更换模块。
厂家主要生产：NB、WiFi烟感，各消防主机远程传输模块，4G远程控制模块，无线智能NB压力表液位计，WiFi漏水报警器、可燃气体报警器，一键报警系统，平台免费

14、直观、详尽、便于操作的人机互动界面，随时随地把握电池状态。

五、 应用范围

    WANLIN-TLI-X80 蓄电池在线监控系统，均可监控常用的 2V，6V，12V，24V，36v，48V蓄电池，电池容量可达 3000AH，电池组的总电压可以覆盖 48V，110V，220V，400V 等各种范围，满足绝大多数用户要求。                        

    WANLIN-TLI-X80蓄电池监控系统采用先进测试方法，实时监测电池运行状态，定时测试电池内阻，直观有效的反映电池性能，因此特别适合安全性和可靠性要求较高的 UPS 用户，如医疗、铁路、航空、电信、银行、证券、电力、政府机构、学校、部队等单位。

六、 系统结构

1． 技术规格

    WANLIN-TLI-X80 蓄电池在线监控系统采用模块化设计，通过模块组合来满足不同客户对电池组电压、电池数量、容量及组数的要求，系统可测量范围参数如下：

2. 系统参数
    WANLIN-TLI-X80 蓄电池在线监控系统通常由一个控制器、若干个传感器模块（与电池数量相同）和若干个电流测试模块（与电池组数量相同）和服务器软件和数据库组成，通过以太网或局域网实现互联。如图：
 
 

 

 
通讯接口 RS485、以太网
系统电源电压 220VAC/12VDC/24VDC（可选）
每个监测单元（组）可监控电池数 254 节
每个监测单元（站）可接入电池组数 254 组

监测管理单元功耗 <5 W

内阻采集模块功耗 <0.35W
安全隔离电压 >4 KV

    测量电池模块为单体模块式设计，灵活的安装方式，适应各种场合。具有强抗干扰性，适合所有UPS和新高频 UPS 专利的通讯总线，高稳定性创新型温度传感器，温度测量精准方便维护，创新型电池连接端子，安装拆卸方便，自主知识产权软件算法，内阻测量重复精度<‰，采用四线制开尔文连接，更精确测试电池内阻。WANLIN-TLI-X80 系统解决了国内外公司产品在 UPS 充放电状态下无法采集或采集内阻不准的问题。

3.产品型号

3.1 、电池内阻、电压、温度采集器

    型号：WANLIN-TLI-X80（BDS）

 

                           低压型   中压型   高压型

外置温度传感器      TLI        TLI        TLI

功能：监测单体电池电压、内阻、温度

配置数量：每节电池配一只

3.2 、电池组电流、温度、湿度采集器

型号：WANLIN-TLI-X80（CDS）

二代集成电流控制模块及传感器

  

一代独立电流传感器控制模块

功能：监测电池组电流，需配合霍尔电流传感器使用，监控电池柜环境温湿度（可选）。

配置数量：每组电池配一个。

3.3 、实时监测站（局）控制器

型号：WANLIN-TLI-X80（BSC）

二代站点（局）控制器

         

站点（局）控制器

 

站点（局）控制器

1U机柜式站点控制器

 

2U机柜式站点控制器（本地具备服务器功能），单一站点可免安装服务器设备。

 
 

功能：汇总单体电池、组、站电流数据，环境温度、环境湿度、处理告警、比对数据，指挥单个电池模块工作程序及步骤，组织数据串信息并上传数据，控制本地声光告警，外控设备（空调、加湿器等机房设备，布防等，根据现场需求开发配置），根据需求站控制器具备本地声光报警，本地显示和UPS输入输出控制功能。

配置数量：每台 UPS 配一个。

3.4 、接线端子

独创专利型极柱测温和真正四线采集端子，消除了接触电阻对内阻测量的影响，真正解决了内阻测量数值准确性问题。

温度传感器精准测量电池温度；

四线连接法测量内阻更准确；

电池侧面贴装模块使强弱电安全隔离；

高抗扰度通讯总线使系统运行更稳定。

接线端子

二代接线端子（申请专利过程中，出于保密暂无图片展示）
安装效果图：

 

3.5、在线监测系统软件
    数字与图形化显示界面，轻松了解电池运行状态，找出异常电池详细的告警类别，以及紧急程度，可记录处理过程与措施，具备告警短信通知功能（选配短信模块） ，告警邮件发送功能（如开通），保存并分析电池历史数据，并根据查询时间给出数据详情，自定义导出年、月、日报表数据及时实数据。站点及监控中心同步声光告警系统（如已安装）。严密精准的自主知识产权软件系统和算法，电压、温度、内阻测量重复精度＜1‰。

获得证书及检测报告
1、系统通过了北京市产品质量监督检验院系统工作环境及电磁兼容检测； 

2、系统获得了欧盟CE体系认证并获得了证书； 

3、通过了中国计量技术科学院数据采集精度和重复性检测。  

           

系统相关专利和著作权正在申请中………….

七、WANLIN-TLI-X80 蓄电池在线监控系统上位机软件介绍：

    将 WANLIN-TLI-X80 蓄电池在线监控系统的安装光盘插入服务器的光驱中运行安装，管理系统及数据库的安装文件全部在安装盘中，安装完毕后请妥善保管。在首次安装管理软件后，需按用户情况设置系统管理人员用户名和登录密码，并由专职人员管理，牢记登录密码，以免无法登录监测管理系统。

实时监控系统界面简介：
登录界面

 

实时主界面，主要显示站点信息，按功能分卡显示

 

实时界面电池信息界面，显示每一块电池详尽数据信息
 

实时界面数据报警显示界面，管理人员可以对信息进行处理

 

系统报警界面，实时显示站点断网、失联信息
 

查询界面，按照需求查询相应数据

 

设置界面，用户管理员可以根据权限创建、修改相应信息

以上就是“WANLIN-TLI-X800-UPS电池远程监测”的全部内容

文章来源：万霖（北京）消防技术有限公司

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