浙江建設職業(yè)技術(shù)學院 王振華 徐星亮 王瑾烽

UPS電源系統(tǒng)在外部電源斷電時通過蓄電池組為負載供電，通常大容量的UPS系統(tǒng)為了保障續(xù)電時間都帶有多組蓄電池組，蓄電池組中的蓄電池在工作過程中長期處于浮充充電狀態(tài)，而UPS主機通常沒有對蓄電池組進行自動放電與維護的功能，故而導致蓄電池實際使用壽命大大縮短且故障率升高。本文中設計了一種UPS電源蓄電池組的維護系統(tǒng)，特別適用于帶有多套蓄電池組的UPS系統(tǒng)及野外無人值守的UPS系統(tǒng)，能有效提高蓄電池組維護水平，延長蓄電池使用壽命，提高蓄電池組的維護效率。

1 系統(tǒng)總體設計

本文中設計的UPS蓄電池組維護系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包括：云平臺、現(xiàn)場控制器、遠程終端、UPS主機、蓄電池組、現(xiàn)場控制切換電路、蓄電池數(shù)據(jù)采集模塊、環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊。系統(tǒng)可通過云平臺與現(xiàn)場控制器的通訊，遠程采集工作現(xiàn)場UPS電源與蓄電池組的實時數(shù)據(jù)，監(jiān)控與調(diào)整現(xiàn)場電池組的運行狀態(tài)。用戶通過云平臺與現(xiàn)場控制器的協(xié)作控制，不僅可以實現(xiàn)對蓄電池組的手動放電、手動切除、手動投入運行，而且可以遠程調(diào)整蓄電池組的維護策略，可以實現(xiàn)蓄電池組的按指定策略自動放電，可以實現(xiàn)多蓄電池組的輪流交替運行，避免所有蓄電池組都長期處于浮充狀態(tài)。

圖1 蓄電池組維護系統(tǒng)總體框圖

2 控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

本文中現(xiàn)場控制器采用三菱FX3U-32MR型PLC控制器來實現(xiàn)，并配有有人物聯(lián)公司USR-PLCNET510型云網(wǎng)關來與云平臺通訊，該型網(wǎng)關可直接與設備廠家提供的有人云平臺方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控?，F(xiàn)場控制器配有串口通信模塊，通過串口分別直接與UPS主機、蓄電池數(shù)據(jù)采集模塊、環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊通訊，采集UPS主機與現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)。另外，現(xiàn)場控制器的輸出模塊直接控制圖2中各個動作開關的工作，根據(jù)云平臺的指令與現(xiàn)場實時情況，分別通斷圖2中的各個工作開關。

圖2 現(xiàn)場控制電路框圖

3 軟件系統(tǒng)的控制流程

軟件系統(tǒng)的控制流程主要分為手動工作狀態(tài)與自動工作狀態(tài)：

3.1 手動工作狀態(tài)

現(xiàn)場控制器執(zhí)行遠程終端通過云平臺發(fā)出的控制指令，完成現(xiàn)場指定開關的通斷工作。

3.2 自動工作狀態(tài)

（1）自動放電過程：云平臺根據(jù)系統(tǒng)設定的維護策略，結(jié)合分析現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，通過選擇斷開UPS主機輸入開關，讓UPS進入蓄電池工作模式來實現(xiàn)蓄電池組對負載的放電。

（2）蓄電池組輪替工作：云平臺根據(jù)系統(tǒng)設定的維護策略，結(jié)合分析現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，通過選擇斷開相應的蓄電池組工作開關，讓相應的蓄電池組先行脫離UPS直流回路，從而避免該蓄電池組長期處于浮充充電狀態(tài)，通過輪流通斷各個蓄電池組的工作開關，系統(tǒng)可實現(xiàn)多蓄電池組的輪替工作。

小結(jié)：本文中設計的蓄電池維護系統(tǒng)相比于現(xiàn)有系統(tǒng)具備了以下的改進：能實現(xiàn)對蓄電池組的開展遠程監(jiān)控與維護操作；具備蓄電池組遠程手動維護與遠程自動維護兩種功能；能實現(xiàn)蓄電池組的按照指定策略輪替工作，延長蓄電池使用壽命；蓄電池組的維護策略可通過云平臺實現(xiàn)遠程動態(tài)調(diào)整。