蓄電池試驗(yàn)“云監(jiān)工”系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)初探

陳琛，劉翔，張?jiān)?/p>

（國(guó)網(wǎng)寧夏石嘴山供電公司，寧夏 石嘴山 753000）

鉛酸蓄電池組是現(xiàn)代電網(wǎng)變電站、光纖通信網(wǎng)絡(luò)、無線通訊基站等直流供電備用電源等系統(tǒng)必不可少的組成部分。為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須要對(duì)鉛酸蓄電池組進(jìn)行維護(hù)和核容放電試驗(yàn)。目前廣泛采用的維護(hù)方式是安裝傳統(tǒng)巡檢儀，該方式需要2～3名維護(hù)人員攜帶放電設(shè)備進(jìn)入蓄電池運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核容放電試驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)安裝蓄電池采集和放電設(shè)備，并在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)蓄電池放電，每次放電需要3～10h完成，充電過程需要更長(zhǎng)時(shí)間。由于維護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，維護(hù)人員需要守在現(xiàn)場(chǎng)，使得蓄電池的維護(hù)工作整體效率非常低下。本文針對(duì)蓄電池組的維護(hù)現(xiàn)狀，開發(fā)了蓄電池試驗(yàn)“云監(jiān)工”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了蓄電池組的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與手機(jī)APP同步功能，在數(shù)據(jù)異常時(shí)通過手機(jī)報(bào)警及時(shí)告知工作人員，并可對(duì)蓄電池組的核容放電試驗(yàn)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，有效提升經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、提高生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作質(zhì)效。

1 系統(tǒng)構(gòu)架

1.1 系統(tǒng)構(gòu)架圖

蓄電池試驗(yàn)“云監(jiān)工”系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)的主要模塊包括無線巡檢放電測(cè)試儀、單體電池電壓無線采集模塊、物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)和智能手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控APP。主要工作流程為：無線巡檢放電測(cè)試儀實(shí)時(shí)采集電池組組端電壓、充放電電流和環(huán)境溫度，并通過無線采集模塊實(shí)時(shí)采集各單體電池電壓數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)緩存，并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核容放電試驗(yàn)；通過內(nèi)置4G無線上網(wǎng)模塊將測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，且響應(yīng)云平臺(tái)上的傳回操作；“蓄電池試驗(yàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控”手機(jī)APP通過云平臺(tái)同步測(cè)試數(shù)據(jù)。

圖1 蓄電池試驗(yàn)“云監(jiān)工”系統(tǒng)架構(gòu)

1.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

蓄電池試驗(yàn)“云監(jiān)工”系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。蓄電池容量測(cè)試儀云監(jiān)工裝置同無線采集模塊通過無線傳輸方式采集單體電池電壓測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上送到云平臺(tái)，同時(shí)接收云平臺(tái)回傳的操作命令，手機(jī)APP主要通過API接口和JS接口訪問云平臺(tái)，同云平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。

圖2 蓄電池試驗(yàn)“云監(jiān)工”系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)設(shè)備端采用全彩、觸摸液晶顯示屏，單屏即可顯示120節(jié)電池電壓及其他監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并自動(dòng)保存。系統(tǒng)手機(jī)APP端應(yīng)用突破了時(shí)間和空間的局限，隨時(shí)隨地實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)維護(hù)測(cè)試。系統(tǒng)界面如圖3所示，具體功能如下：

圖3 系統(tǒng)截面圖

（1）實(shí)時(shí)查詢。“蓄電池試驗(yàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控”手機(jī)APP同步物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)中的蓄電池測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，包括組端電壓、各單體電池電壓、單體電池電壓累加和、電流、環(huán)境溫度、放出電量、放電計(jì)時(shí)等。

（2）線上操作。“蓄電池試驗(yàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控”手機(jī)APP根據(jù)具體操作將命令發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，由云平臺(tái)透?jìng)鹘o云監(jiān)工裝置。

（3）告警查詢。可查詢所有設(shè)備產(chǎn)生的告警記錄，包括實(shí)時(shí)和歷史的告警信息。

（4）設(shè)備管理。可添加和修改蓄電池測(cè)試云監(jiān)工裝置信息；可查詢所有已添加設(shè)備，并根據(jù)需要監(jiān)控對(duì)應(yīng)的在線設(shè)備。

（5）權(quán)限管理。根據(jù)不同用戶設(shè)定不同用戶權(quán)限，主賬號(hào)可以添加云監(jiān)工裝置和普通賬號(hào)。普通賬號(hào)無添加權(quán)限，但可進(jìn)行云上數(shù)據(jù)查詢和操作。

（6）4G無線上網(wǎng)功能。無線巡檢放電測(cè)試儀內(nèi)置4G無線上網(wǎng)模塊，設(shè)備上電即進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。

（7）數(shù)據(jù)云同步功能。實(shí)時(shí)同步蓄電池監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括組端電壓、各單體電池電壓、單體電池電壓累加和、電流、環(huán)境溫度、放出電量、放電計(jì)時(shí)等。數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)定閥值變化上送且定時(shí)上送，即保證云平臺(tái)上數(shù)據(jù)在高精度范圍內(nèi)保持實(shí)時(shí)更新，同時(shí)可以避免放電過程數(shù)據(jù)變化頻繁而導(dǎo)致上網(wǎng)流量消耗過大。

（8）云監(jiān)工裝置根據(jù)手機(jī)APP上操作，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作響應(yīng)，終止蓄電池組核容測(cè)試。

（9）蓄電池核容測(cè)試控制。設(shè)備端根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動(dòng)控制放電的啟動(dòng)和停止，可實(shí)現(xiàn)放電過程的全自動(dòng)進(jìn)行。

系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，用于設(shè)備云操作，存放蓄電池測(cè)試實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和進(jìn)行遠(yuǎn)程操作等。利用云平臺(tái)的組態(tài)功能，設(shè)置數(shù)據(jù)采集邏輯，并設(shè)定預(yù)警條件。利用平臺(tái)提供的預(yù)警和云透?jìng)鞴δ埽瑢F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和告警數(shù)據(jù)透?jìng)鹘o手機(jī)APP，實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP和設(shè)備數(shù)據(jù)同步。平臺(tái)同時(shí)接收手機(jī)APP上的遠(yuǎn)程操作，將操作透?jìng)鹘o云監(jiān)工裝置，實(shí)現(xiàn)線上操作功能。

2 結(jié)語

蓄電池試驗(yàn)“云監(jiān)工”系統(tǒng)充分應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的特征。徹底改變蓄電池試驗(yàn)過程中作業(yè)人員必須進(jìn)行線下監(jiān)視的作業(yè)方式，有效提升經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、提高生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作質(zhì)效。