CN114994586B - 一种蓄电池巡检仪检验验证装置与方法 - Google Patents
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Abstract
一种蓄电池巡检仪检验验证装置与方法，包括供电电源单元、蓄电池模拟器单元、中央控制模块和人机交互平台组成，实现的原理是将巡检仪检验装置与被检验巡检仪的连接，由巡检仪检验装置为其提供工作电源、测试蓄电池对象，巡检仪检验装置将所述蓄电池模拟器单元设置成不同电压等级电压和内阻参量的被巡检对象，由巡检仪检验装置与巡检仪间通过RS485通信读取巡检仪的数据采集结果，巡检仪检验装置接收巡检仪的数据采集结果与蓄电池模拟器单元的实时模拟电压和模拟电阻值进行自动对比校验，以提高对电源***蓄电池进行在线检测与管理水平和提高蓄电池巡检仪有效性、判断准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电网检测技术领域，尤其是涉及一种蓄电池巡检仪检验验证装置与方法。
背景技术
随着电力设备的智能化、信息化的快速发展，针对电力供可靠性的要求越来越高，尤其蓄电池作为后备电源的大量应用中对其可靠性要求不容忽视，对其健康状态的判断要求务必精准才不会出现误判、漏判，蓄电池巡检仪作为现UPS、EPS、直流电源、通信电源等***应用中常见的蓄电池健康状态监测设备，可完成对电池组电压、电池电流、单体电池电压、电池内阻、电池环境温度及电池放电计量等监测和告警功能，但在实际应用中，蓄电池巡检设备应用的品牌越来越来多，应用的测试方法越来越杂，应用的巡检结果准确性参差不齐，随着应用时间增长表现得越来越明显，但目前专门针对蓄电池巡检设备的校验方法传统、手工，有的参量的功能和精度因受现场因素影响而未做相应的校验，给蓄电池巡检结果带来误导，从而出现对蓄电池的健康状态的判断出现误判，从而无法保证作为直流后备电源的蓄电池在充电装置失电或故障无法向直流母线供电时的可靠供电，出现蓄电池的健康状态管理盲区。
蓄电池作为电力安全生产场所必不可少的备用电源，使用广泛，蓄电池巡检仪采集的数据准确与否，关乎安全生产成效和供电可靠性，蓄电池巡检仪是一种针对电源***蓄电池进行在线检测与管理的装置，可以完成对不同数量单体蓄电池的监测管理，在应用希望能对被监测蓄电池的健康状态的判断要求务必精准、不误判、不漏判，在实际生产过程中，蓄电池巡检仪作为现UPS、EPS、直流电源、通信电源等***应用中常见的蓄电池健康状态监测设备，随着应用时间增长，常会出现采集的数据不准确，导致误告警或漏判。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种蓄电池巡检仪检验验证装置与方法，适用于对现UPS、EPS、直流电源、通信电源等***应用中常见的蓄电池健康状态监测设备的收货检验、定期检验、验收检验的场合，以提高对电源***蓄电池进行在线检测与管理水平和提高蓄电池巡检仪有效性、判断准确性。
本发明提供了一种蓄电池巡检仪检验验证装置，至少包括：供电电源单元、蓄电池模拟器单元和中央控制模块；其中，
所述蓄电池模拟器单元，根据所述中央控制模块设置的蓄电池参数模拟蓄电池单体的状态特征，并通过目标巡检仪设备进行测试；
所述中央控制模块，获取所述目标巡检仪测试结果，并进行验证，判断所述目标巡检仪检测数据是否精准，若精准，则完成验证，否则，目标巡检仪验证不通过；
所述供电电源单元用于提供模拟电源和所述装置工作电源。
其中，所述蓄电池模拟器单元，还包括：
与供电电源单元连接的激励电压发生器，所述激励电压发生器通过驱动接口分别与电阻单元，样本蓄电池和多路通道模拟电路连接；
所述电阻单元通过多路开关控制电阻单元的模拟电阻值大小；所述电阻单元与样本蓄电池串联后与多路通道模拟电路一端连接，所述多路通道模拟电路另一端用于接入目标巡检仪。
进一步的，所述目标巡检仪连接至多路通道模拟电路后，将读取到的电压值和电流值发送至中央控制模块。
其中，所述中央控制模块，还包括：分别与CPU控制芯片连接的电源控制口，电源检测单元，通信单元和蓄电池模拟器控制接口，其中，
所述电源控制口用于控制所述供电电源单元提供电源供电，并通过电源检测单元对所述电源控制工作状态进行实时监测；
所述通信单元用于与所述目标巡检仪通信，并读取目标巡检仪端的检测数据；
蓄电池模拟器控制接口用于根据CPU控制芯片指令设置所述电阻单元的取值；
所述CPU控制芯片根据所述检测数据计算出模拟电阻值，并与蓄电池模拟器单元所设定的电阻值进行比对，若一致，则目标巡检仪检验准确，否则，目标巡检仪检验错误。
其中，所述中央控制模块，还包括：与所述CPU控制芯片连接的人机交互端口，数字时钟单元，复位和晶振单元和数据存储电路，其中，
所述人机交互端口用于连接上位机实现装置的控制与数据传输；
所述数字时钟单元，用于标识操作与故障的时间节点；
所述数据存储电路与CPU控制芯片采用I2C方式连接，用于存储检验预置参数、检验时间和检验结果数据。
进一步的，所述供电电源单元，还包括：
通过充电电路与外部供电端连接的电源电池，分别所述电源电池连接的DC-DC双向换流电路和DC-DC降压变换电路；
所述DC-DC双向换流电路用于提供所述蓄电池模拟器单元所需的模拟电压；
所述DC-DC降压变换电路用于提供目标巡检仪，蓄电池模拟器单元和中央控制模块的内部逻辑电路和控制驱动电路正常工作，输出电压为5V或者3.3V。
本发明还进一步提供一种蓄电池巡检仪检验验证方法，包括以下步骤：
S1：对蓄电池模拟器单元进行蓄电池参数设置，所述蓄电池参数为通过样本蓄电池和电阻单元对蓄电池单体的待模拟电阻值进行模拟；
S2：将所述蓄电池模拟器单元连接至目标巡检仪；
S3：由中央控制模块控制供电电源单元提供测试电压；
S4：所述中央控制模块获取所述目标巡检仪的测试结果，并进行验证，判断所述目标巡检仪检测数据是否精准，若精准，则完成验证，否则，目标巡检仪验证不通过。
其中，所述S1，还包括：
判断所述样本蓄电池与待模拟电阻值间大小是否一致，若一致，则采用样本蓄电池进行模拟；否则，通过多路开关对电阻单元进行调控，获得模拟电阻值。
所述S3，还包括：
通过电源控制口控制供电电源单元供电，并通过电源检测单元对所述电源控制工作状态进行实时监测；所述供电电源单元，通过充电电路与外部供电端连接的电源电池，分别所述电源电池连接的DC-DC双向换流电路和DC-DC降压变换电路；所述DC-DC双向换流电路用于提供所述蓄电池模拟器单元所需的模拟电压；所述DC-DC降压变换电路用于提供目标巡检仪，蓄电池模拟器单元和中央控制模块的内部逻辑电路和控制驱动电路正常工作。
所述S4，还包括：
获取所述目标巡检仪端的检测数据，计算出模拟电阻值，并与蓄电池模拟器单元所设定的电阻值进行比对，若一致，则目标巡检仪检验准确，否则，目标巡检仪检验错误。
综上所述，本发明提供一种蓄电池巡检仪检验验证装置与方法，包括供电电源单元、蓄电池模拟器单元、中央控制模块和人机交互平台组成，实现的原理是将巡检仪检验装置与被检验巡检仪的连接，由巡检仪检验装置为其提供工作电源、测试蓄电池对象，巡检仪检验装置将所述蓄电池模拟器单元设置成不同电压等级电压和内阻参量的被巡检对象，与巡检仪的数据采集通道（一般30个采集点）连接，巡检仪的启动工作后，由巡检仪检验装置与巡检仪间通过RS485通信读取巡检仪的数据采集结果，巡检仪检验装置接收巡检仪的数据采集结果与蓄电池模拟器单元的实时模拟电压和模拟电阻值进行自动对比校验，最后将通道号、参量类型、绝对偏差、误差判定结果输出到人机交互单元的显示屏显示，同步存储于中央控制模块的存储单元中。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。
图1为本发明所述一种蓄电池巡检仪检验验证装置示意图。
图2为本发明所述的蓄电池模拟器单元示意图。
图3为本发明所述中央控制模块示意图。
图4为本发明所述供电电源单元示意图。
图5为本发明所述蓄电池巡检仪检验验证方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明所述的一种蓄电池巡检仪检验验证装置，适用于对现UPS、EPS、直流电源、通信电源等***应用中常见的蓄电池健康状态监测设备的收货检验、定期检验、验收检验的场合。
本发明所述装置通过将巡检仪检验装置与被检验巡检仪的连接，由巡检仪检验装置为其提供工作电源、测试蓄电池对象，巡检仪检验装置将所述蓄电池模拟器单元设置成不同电压等级电压和内阻参量的被巡检对象，与巡检仪的数据采集通道（一般30个采集点）连接，巡检仪的启动工作后，由巡检仪检验装置与巡检仪间通过RS485通信读取巡检仪的数据采集结果，巡检仪检验装置接收巡检仪的数据采集结果与蓄电池模拟器单元的实时模拟电压和模拟电阻值进行自动对比校验，最后将通道号、参量类型、绝对偏差、误差判定结果输出到人机交互单元的显示屏显示，同步存储于中央控制模块的存储单元中。
本发明所述装置至少包括：供电电源单元、蓄电池模拟器单元和中央控制模块；其中，
所述蓄电池模拟器单元，根据所述中央控制模块设置的蓄电池参数模拟蓄电池单体的状态特征，并通过目标巡检仪设备进行测试。
所述中央控制模块，获取所述目标巡检仪测试结果，并进行验证，判断所述目标巡检仪检测数据是否精准，若精准，则完成验证，否则，目标巡检仪验证不通过。
所述供电电源单元用于提供模拟电源和所述装置工作电源。
其中，所述蓄电池模拟器单元，还包括：
与供电电源单元连接的激励电压发生器，所述激励电压发生器通过驱动接口分别与电阻单元，样本蓄电池和多路通道模拟电路连接；所述的激励电压发生器是由可编程电源构成的可提供0-12V的可连续调节电压，实现对蓄电池的浮充电和蓄电池样本的电压和能量的补充，用于模拟蓄电池的在线运行环境，用于目标巡检仪的电压测试功能校验验证。
所述电阻单元通过多路开关控制电阻单元的模拟电阻值大小；所述电阻单元与样本蓄电池串联后与多路通道模拟电路一端连接，所述多路通道模拟电路另一端用于接入目标巡检仪。
在另一实施例中，如图2所示，所述蓄电池模拟器单元用于模拟蓄电池单体的电压、内阻、温度特征，实现对被校验蓄电池巡检仪进行现场蓄电池模拟。包括样本蓄电池、电阻模拟器、激励电压发生器，多路通道模拟电路，所述样本蓄电池为现场应用的同类型不同容量的蓄电池样本，可由装置进行充电且也可以快速接入与更换；所述电阻模拟器由可调步进电阻与控制切换电路构成的电阻阵列，可提供0-999mΩ范围中的典型标准电阻值，用于目标巡检仪的内阻测试功能校验验证；所述的激励电压发生器是由可编程电源构成的可提供0-12V的可连续调节电压，实现对蓄电池的浮充电和蓄电池样本的电压和能量的补充，用于模拟蓄电池的在线运行环境，用于目标巡检仪的电压测试功能校验验证；所述多路通道模拟电路是将1转多的方式实现多路电压的模拟，以实现对目标巡检仪的多通道的电压测试功能校验验证。
所述目标巡检仪连接至多路通道模拟电路后，将读取到的电压值和电流值发送至中央控制模块。所述多路通道模拟电路是将1转多的方式实现多路电压的模拟，以实现对目标巡检仪的多通道的电压测试功能校验验证。优选的，所述目标巡检仪至少包括多个数据采集器，及与所述多个数据采集器对应连接的检验接口，通过检验接口连接到多路通道模拟电路端的多通道出口，待供电电源单元开始供电后，目标巡检仪开始读取检验数据，分别获得每一数据采集器的检测数据，发送至中央控制模块，中央控制模块分别对每一数据采集器的检测数据进行验证，确保目标巡检仪的检测功能均为正常。优选的，数据采集器至少包括多个智能电表，温度传感器、湿度传感器、电流测量仪等，但不限于此。
优选的，所述中央控制模块，还包括：分别与CPU控制芯片连接的电源控制口，电源检测单元，通信单元和蓄电池模拟器控制接口，其中：
所述电源控制口用于控制所述供电电源单元提供电源供电，并通过电源检测单元对所述电源控制工作状态进行实时监测。
所述通信单元用于与所述目标巡检仪通信，并读取目标巡检仪端的检测数据。
蓄电池模拟器控制接口用于根据CPU控制芯片指令设置所述电阻单元的取值。
所述CPU控制芯片根据目标巡检仪的检测到的电压和电流值计算出模拟电阻值，并与蓄电池模拟器单元所设定的电阻值进行比对，若一致，则目标巡检仪检验准确，否则，目标巡检仪检验错误。
在另一实施例中，如图3所示，所述中央控制模块是软硬件相结合的核心单元，包括CPU控制芯片、复位和晶振电路、数据存储电路、时钟电路、通信接口、蓄电池模拟器控制接口、人机交互单元接口，所述的CPU控制芯片实现数据分析与存储、逻辑控制管理、信息交互管理、蓄电池模拟器单元的控制与管理、检验结果的运算与判断以及人机交互信息的管理与输出；所述复位和晶振单元与CPU控制芯片采用，并为CPU控制芯片提供工作必需的基本时钟脉冲信号；所述的数据存储电路与CPU控制芯片采用I2C方式连接，用于存储检验预置参数、检验时间、检验通道数据、检验结果数据；所述的时钟电路与CPU控制芯片，为装置提供年月日时钟信号，以便于准确标识操作与故障的时间节点；所述的通信接口通过TTL收发信号放大、隔离、变换成485信号输出的设计，中央控制模块在通信结构属于上位机与巡检仪下行通信数据传输；所述的蓄电池模拟器控制接口用于蓄电池模拟器与CPU控制芯片连接，设计有上下拉电阻、开关驱动电路、接插件接口；所述的人机交互单元接口用于与人机交互平台的连接和信息传输，设计为接插件模式，以便于快速连接、扩充。
如图4所示，本发明供电电源单元，用于提供蓄电池巡检仪检验验证装置的内部电路的工作电源，确保其能稳定可靠的工作，且适用便携电池供电和市电供电两种电源类型的应用，
具体包括：
通过充电电路与外部供电端连接的电源电池，分别所述电源电池连接的DC-DC双向换流电路和DC-DC降压变换电路。
所述DC-DC双向换流电路用于提供所述蓄电池模拟器单元所需的模拟电压。
所述DC-DC降压变换电路用于提供目标巡检仪，蓄电池模拟器单元和中央控制模块的内部逻辑电路和控制驱动电路正常工作，输出电压为5V或者3.3V。
作为另一优选的，发明还提供了一种蓄电池巡检仪检验验证方法，如图5所示，包括以下步骤：
S1：对蓄电池模拟器单元进行蓄电池参数设置，所述蓄电池参数为通过样本蓄电池和电阻单元对蓄电池单体的待模拟电阻值进行模拟。
所述电阻模拟器由可调步进电阻与控制切换电路构成的电阻阵列，可提供0-999mΩ范围中的典型标准电阻值，用于目标巡检仪的内阻测试功能校验验证。
其中，所述S1，还包括：判断所述样本蓄电池与待模拟电阻值间大小是否一致，若一致，则采用样本蓄电池进行模拟；否则，通过多路开关对电阻单元进行调控，获得模拟电阻值。
S2：将所述蓄电池模拟器单元连接至目标巡检仪。
S3：由中央控制模块控制供电电源单元提供测试电压。
S4：所述中央控制模块获取所述目标巡检仪的测试结果，并进行验证，判断所述目标巡检仪检测数据是否精准，若精准，则完成验证，否则，目标巡检仪验证不通过。
所述步骤S3，还包括：通过电源控制口控制供电电源单元供电，并通过电源检测单元对所述电源控制工作状态进行实时监测；所述供电电源单元，通过充电电路与外部供电端连接的电源电池，分别所述电源电池连接的DC-DC双向换流电路和DC-DC降压变换电路；所述DC-DC双向换流电路用于提供所述蓄电池模拟器单元所需的模拟电压；所述DC-DC降压变换电路用于提供目标巡检仪，蓄电池模拟器单元和中央控制模块的内部逻辑电路和控制驱动电路正常工作。
所述步骤S4，还包括：获取所述目标巡检仪端的检测数据，计算出模拟电阻值，并与蓄电池模拟器单元所设定的电阻值进行比对，若一致，则目标巡检仪检验准确，否则，目标巡检仪检验错误。
优选的，本发明所述装置还可以包括:人机交互单元，包括显示单元、操作单元、信号指示单元，采用液晶显示屏、轻触按键、LED信号灯的设计，实现实现检验过程的实时信息显示单元、参数设置及其人工参与的功能操作、信息查询、LED信号指示功能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种蓄电池巡检仪检验验证装置，其特征在于，至少包括：供电电源单元、蓄电池模拟器单元和中央控制模块；其中，
所述蓄电池模拟器单元，包括：与供电电源单元连接的激励电压发生器，所述激励电压发生器通过驱动接口分别与电阻单元，样本蓄电池和多路通道模拟电路连接；用于模拟蓄电池单体的电压、内阻和温度特征，实现对被校验蓄电池巡检仪进行现场蓄电池模拟；根据所述中央控制模块设置的蓄电池参数模拟蓄电池单体的状态特征，并通过目标巡检仪进行测试；
其中，所述的激励电压发生器是由可编程电源构成的可提供0-12V的可连续调节电压；所述目标巡检仪连接至多路通道模拟电路后，将读取到的电压值和电流值发送至中央控制模块；
所述中央控制模块，包括：分别与CPU控制芯片连接的电源控制口，电源检测单元，通信单元，蓄电池模拟器控制接口，人机交互端口，数字时钟单元，复位和晶振单元和数据存储电路；获取所述目标巡检仪测试结果，并进行验证，判断所述目标巡检仪检测数据是否精准，若精准，则完成验证，否则，目标巡检仪验证不通过；
所述供电电源单元用于提供模拟电源和所述装置工作电源。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池巡检仪检验验证装置，其特征在于，
所述电阻单元通过多路开关控制电阻单元的模拟电阻值大小；所述电阻单元与样本蓄电池串联后与多路通道模拟电路一端连接，所述多路通道模拟电路另一端用于接入目标巡检仪。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池巡检仪检验验证装置，其特征在于，
所述电源控制口用于控制所述供电电源单元提供电源供电，并通过电源检测单元对所述电源控制工作状态进行实时监测；
所述通信单元用于与所述目标巡检仪通信，并读取目标巡检仪端的检测数据；蓄电池模拟器控制接口用于根据CPU控制芯片指令设置所述电阻单元的取值；
所述CPU控制芯片根据所述检测数据计算出目标巡检仪的模拟电阻值，并与蓄电池模拟器单元所设定的电阻值进行比对，若一致，则目标巡检仪检验准确，否则，目标巡检仪检验错误。
4.根据权利要求3所述的一种蓄电池巡检仪检验验证装置，其特征在于，
所述人机交互端口用于连接上位机实现装置的控制与数据传输；
所述数字时钟单元，用于标识操作与故障的时间节点；
所述数据存储电路与CPU控制芯片采用I2C方式连接，用于存储检验预置参数、检验时间和检验结果数据。
5.根据权利要求4所述的一种蓄电池巡检仪检验验证装置，其特征在于，所述供电电源单元，还包括：
通过充电电路与外部供电端连接的电源电池，分别所述电源电池连接的DC-DC双向换流电路和DC-DC降压变换电路；
所述DC-DC双向换流电路用于提供所述蓄电池模拟器单元所需的模拟电压；
所述DC-DC降压变换电路用于提供目标巡检仪，蓄电池模拟器单元和中央控制模块的内部逻辑电路和控制驱动电路正常工作，输出电压为5V或者3.3V。
6.一种蓄电池巡检仪检验验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对蓄电池模拟器单元进行蓄电池参数设置，所述蓄电池参数为通过样本蓄电池和电阻单元对蓄电池单体的待模拟电阻值进行模拟；
判断所述样本蓄电池与待模拟电阻值间大小是否一致，若一致，则采用样本蓄电池进行模拟；否则，通过多路开关对电阻单元进行调控，获得模拟电阻值；
S2：将所述蓄电池模拟器单元连接至目标巡检仪；巡检仪检验装置将所述蓄电池模拟器单元设置成不同电压等级电压和内阻参量的被巡检对象，与目标巡检仪的数据采集通道连接，目标巡检仪启动工作后，由巡检仪检验装置与目标巡检仪间通过RS485通信读取目标巡检仪的数据采集结果，巡检仪检验装置接收目标巡检仪的数据采集结果与蓄电池模拟器单元的实时模拟电压和模拟电阻值进行自动对比校验，最后将通道号、参量类型、绝对偏差和误差判定结果输出到人机交互单元的显示屏显示，同步存储于中央控制模块的存储单元中 ；
S3：由中央控制模块控制供电电源单元提供测试电压；
通过电源控制口控制供电电源单元供电，并通过电源检测单元对所述电源控制工作状态进行实时监测；
所述供电电源单元，通过充电电路与外部供电端连接的电源电池，分别所述电源电池连接的DC-DC双向换流电路和DC-DC降压变换电路；其中所述DC-DC降压变换电路的输出电压为5V或3.3V；
S4：所述中央控制模块获取所述目标巡检仪的测试结果，计算出目标巡检仪的模拟电阻值，并与蓄电池模拟器单元所设定的电阻值进行比对，若一致，则目标巡检仪检验准确，否则，目标巡检仪检验错误。
7.根据权利要求6所述的一种蓄电池巡检仪检验验证方法，其特征在于，
所述DC-DC双向换流电路用于提供所述蓄电池模拟器单元所需的模拟电压；所述DC-DC降压变换电路用于提供目标巡检仪，蓄电池模拟器单元和中央控制模块的内部逻辑电路和控制驱动电路正常工作。
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