一種基于微控制器的儲能電站海量電池數(shù)據(jù)綜合測控系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于測控技術領域，具體涉及一種基于微控制器的儲能電站海量電池數(shù)據(jù)綜合測控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電力系統(tǒng)的正常、持續(xù)、安全運轉已成了對電力系統(tǒng)的重要要求。電池儲能電站屬于一種新型電站，相關運行狀態(tài)的測控技術亟待開發(fā)與完善。因此，研發(fā)出一套兼顧數(shù)字量、模擬量以及通信信息采集等綜合測控功能的系統(tǒng)用于監(jiān)測大規(guī)模電池儲能電站運行狀態(tài)以及檢測供電系統(tǒng)的安全可靠性等已迫在眉睫。
[0003]當前市面上也有一些智能儀表和測控裝置，但大多只能支持單一的接口或規(guī)約，使用上極不方便，在不同的運行環(huán)境中使用都存在著儀表或測控裝置與上位機通信的問題，適用性亟待提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為克服上述缺陷，本實用新型提供了一種基于微控制器的儲能電站海量電池數(shù)據(jù)綜合測控系統(tǒng)，利用該綜合測控系統(tǒng)采集與檢測海量電池電壓、溫度和電流，實現(xiàn)多路控制以及多種接口和多種規(guī)約的綜合控制與管理。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種基于微控制器的儲能電站海量電池數(shù)據(jù)綜合測控系統(tǒng)，系統(tǒng)包括:220V交流電源輸入、單片機、繼電器、電流互感器、以太網(wǎng)接口和多路模擬量輸入接口 ；
[0007]所述單片機與繼電器通過I/O接口相連接；
[0008]所述單片機與以太網(wǎng)芯片通過SPI接口連接；
[0009]所述單片機與電流互感器通過串口連接；
[0010]用單片機控制繼電器的通斷，通過單片機的串口、SPI接口和I/O接口進行通信；
[0011]所述單片機與模擬量輸入接口通過電阻分壓連接；
[0012]所述通信包括單片機與上位機通信和單片機與外部被監(jiān)測電路通信。
[0013]所述系統(tǒng)還包括RS232芯片接口和RS485芯片接口 ；所述單片機與RS232芯片和RS485芯片通過串口連接。
[0014]所述單片機采用32位ARM處理器STM32F103C8單片機，最高速度為72MHZ，64KFLASH,20K RAM。
[0015]繼電器輸出最大負載為3A/220V，獨立觸點引出，具有工作狀態(tài)指示。
[0016]所述以太網(wǎng)接口支持RCP、UDP、HTTP協(xié)議，支持MODBUS TCP協(xié)議。
[0017]所述RS232芯片接口支持M0DBUS-RTU協(xié)議。
[0018]所述RS485芯片接口支持M0DBUS-RTU協(xié)議和TVS管保護。
[0019]與現(xiàn)有技術比，本實用新型提供的一種基于微控制器的儲能電站海量電池數(shù)據(jù)綜合測控系統(tǒng)，采用單片機通過采集儲能電站海量電池的單體電壓、溫度、電流參數(shù)，將參數(shù)通過接口傳至上位機或網(wǎng)絡，通過繼電器控制外部電路，實現(xiàn)儲能電站海量電池數(shù)據(jù)分布式采集與測控功能，具有如下優(yōu)點:
[0020]1、本實用新型可以通過指示燈顯示已接通繼電器；
[0021]2、智能監(jiān)測電路的狀態(tài)，并進行實時的控制；
[0022]3、本實用新型可以有效的保護供電系統(tǒng)，防止各種事故的發(fā)生；
[0023]4、本實用新型可作為分布式采集與處理子單元，實現(xiàn)儲能電站海量電池數(shù)據(jù)的分布式采集與就地處理功能，并可通過通信網(wǎng)絡進行信息交互與綜合管理。
【附圖說明】
[0024]圖1是綜合測控系統(tǒng)的示意圖。
[0025]圖2是綜合測控系統(tǒng)的多路電壓采集原理圖。
[0026]圖3是綜合測控系統(tǒng)的主控單元原理圖。
[0027]圖4是綜合測控系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信接口原理圖。
[0028]圖5是綜合測控系統(tǒng)的MOS電路控制原理圖。
[0029]圖6是綜合測控系統(tǒng)的RS485通信串口原理圖。
[0030]圖7是綜合測控系統(tǒng)的接線端子原理圖。
【具體實施方式】
[0031]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合原理圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0032]如圖1所示，本實用新型一種基于微控制器的儲能電站海量電池數(shù)據(jù)綜合測控系統(tǒng)包括:220V交流電源輸入、單片機、繼電器、電流互感器、以太網(wǎng)接口、RS232接口和RS485接口、多路模擬量輸入接口 ；
[0033]所述單片機與繼電器通過I/O接口相連接；
[0034]所述單片機與以太網(wǎng)芯片通過SPI接口連接；
[0035]所述單片機與電流互感器、RS232芯片和RS485芯片通過串口連接；
[0036]用單片機控制繼電器的通斷，通過單片機的串口、SPI接口和I/O接口進行通信；
[0037]所述通信包括單片機與上位機通信和單片機與外部被監(jiān)測電路通信。
[0038]本實用新型提供的實施例中，單片機采用32位ARM處理器STM32F103C8單片機，最高速度為 72MHZ，64K FLASH, 20K RAM。
[0039]繼電器輸出最大負載為3A/220V，獨立觸點引出，以4路繼電器輸出，帶狀態(tài)指示。
[0040]單片機通過I/O接口連接光耦控制電路，光耦控制電路控制繼電器輸出。
[0041 ] LED指示燈用來表示220V電源的開關輸入狀態(tài)。
[0042]以太網(wǎng)口，支持RCP、UDP、HTTP協(xié)議，支持MODBUS TCP協(xié)議。
[0043]RS232，帶通訊狀態(tài)指示，支持M0DBUS-RTU協(xié)議。
[0044]RS485，帶通訊狀態(tài)指示，支持M0DBUS-RTU協(xié)議，帶TVS管保護。
[0045]220V交流電源輸入，通過220V交流轉5V直流模塊轉換為可供單片機工作的5V電源。
[0046]單片機通過I/O接口和指示燈、繼電器相連接，通過SPI接口與以太網(wǎng)芯片連接，留出10M網(wǎng)口，通過串口和電流互感器相連接，通過串口分別和RS232芯片、RS485芯片相連接，分別留出RS232、RS485接口，電路板上留出接線端，供外部接線。
[0047]如圖2所示，A0-A7為采集電壓輸入即模擬量輸入接口，通過電阻分壓來給為控制器適合的電壓進行采集，末端有一指示燈。
[0048]如圖3所示為綜合測控系統(tǒng)的主控單元部分?；赟TM32單片機的最小系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的核心控制部分，可采集RS485串口和網(wǎng)口發(fā)送的信息，也可通過RS485串口和網(wǎng)口向外部發(fā)送信息，為全雙工通信模式。單片機還可控制其他控制電路。
[0049]如圖4所示為綜合測控系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信接口部分，包含網(wǎng)絡變壓器和ENC28J60網(wǎng)口轉換芯片，使單片機可以和網(wǎng)絡上的其他設備通信。
[0050]如圖5所示為綜合測控系統(tǒng)的MOS電路控制部分，基于單片機，通過光耦控制MOS電路，單片機通過輸出高低電平來控制兩端的MOS管導通。
[0051]如圖6所示為綜合測控系統(tǒng)的RS485通信串口部分，使單片機可接入RS485通信網(wǎng)絡。
[0052]如圖7所示為綜合測控系統(tǒng)的接線端子和2路指示燈。
[0053]需要聲明的是，本【實用新型內(nèi)容】及【具體實施方式】意在證明本實用新型所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本實用新型保護范圍的限定。本領域技術人員在本實用新型的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進。但這些變更或修改均在申請待批的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種基于微控制器的儲能電站海量電池數(shù)據(jù)綜合測控系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括:220V交流電源輸入、單片機、繼電器、電流互感器、以太網(wǎng)接口和模擬量輸入接口 ； 所述單片機與繼電器通過I/O接口相連接； 所述單片機與以太網(wǎng)芯片通過SPI接口連接； 所述單片機與電流互感器通過串口連接； 用單片機控制繼電器的通斷，通過單片機的串口、SPI接口和I/O接口進行通信； 所述單片機與模擬量輸入接口通過電阻分壓連接； 所述通信包括單片機與上位機通信和單片機與外部被監(jiān)測電路通信。2.根據(jù)權利要求1所述的綜合測控系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括RS232芯片接口和RS485芯片接口 ；所述單片機與RS232芯片和RS485芯片通過串口連接； 所述單片機采用32位ARM處理器STM32F103C8單片機，最高速度為72MHZ，64K FLASH，20K RAM。3.根據(jù)權利要求1所述的綜合測控系統(tǒng)，其特征在于:繼電器輸出最大負載為3A/220V，獨立觸點引出，具有工作狀態(tài)指示。4.根據(jù)權利要求1所述的綜合測控系統(tǒng)，其特征在于:所述以太網(wǎng)接口支持RCP、UDP、HTTP協(xié)議，支持MODBUS TCP協(xié)議。5.根據(jù)權利要求2所述的綜合測控系統(tǒng)，其特征在于:RS232芯片接口支持M0DBUS-RTU 協(xié)議。6.根據(jù)權利要求2所述的綜合測控系統(tǒng)，其特征在于:RS485芯片接口支持M0DBUS-RTU協(xié)議和TVS管保護。
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于微控制器的儲能電站海量電池數(shù)據(jù)綜合測控系統(tǒng)，包括：220V交流電源輸入、單片機、繼電器、電流互感器、以太網(wǎng)接口、RS232接口、RS485接口和模擬量輸入接口；所述單片機與繼電器通過I/O接口相連接；所述單片機與以太網(wǎng)芯片通過SPI接口連接；所述單片機與電流互感器、RS232芯片和RS485芯片通過串口連接；用單片機控制繼電器的通斷，通過單片機的串口、SPI接口和I/O接口進行通信；所述通信包括單片機與上位機通信和單片機與外部被監(jiān)測電路通信。綜合測控系統(tǒng)實現(xiàn)多路控制、多種通信與采集接口；實現(xiàn)大規(guī)模電池儲能電站分布式節(jié)點的電壓、電流、溫度運行數(shù)據(jù)的實時測控功能。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN204881680
【申請?zhí)枴緾N201520287710
【發(fā)明人】李相俊, 惠東, 劉永銀, 王立業(yè), 郭光朝, 張亮, 賈學翠
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學研究院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年5月6日