基于ARM9與LEM傳感器的蓄電池在線監測硬件平臺

——北京萊姆電子有限公司  趙蘇晉

    1 概述

    蓄電池作為備用電源在供電系統中往往起著極其重要的作用，在交流電失電或其它事故狀態下蓄電池組一旦出現問題，供電系統將面臨癱瘓，造成設備停運及其它重大運行事故。近年隨著閥控式密封鉛酸蓄電池（以下簡稱閥控蓄電池）的廣泛使用，加之使用環境及條件欠佳，因蓄電池提前失效而引發的事故時有發生。閥控蓄電池由于特殊的閥控式密封結構，使得我們無法準確掌握蓄電池的健康狀況，其“免維護”的這一優點，反而成為電池運行管理中的缺點和難點，同時極其容易誤導用戶。在提高電池性能，減少維護工作量的同時，如何快捷有效地檢測出早期失效電池并預測蓄電池性能變化趨勢已成為電池運行管理的新課題。目前除了核對性放電、電壓巡檢等常規維護檢測手段外，隨著技術的發展一些新的檢測手段孕育而生，蓄電池在線監測這一新檢測技術開始逐步得到運用^[1]。

    北京萊姆電子是瑞士萊姆集團（LEM）的全資子公司，這款由瑞士研發、北京生產的Sentinel模塊是專門為應用于蓄電池在線監測而量身定做的蓄電池傳感器。該傳感器只有火柴盒大小，每只模塊監測一塊蓄電池，模塊采用四線制設計，通過與蓄電池的正負極相連實現供電和測量，然后通過RJ11接口（電話線接口）實現至多254個模塊的相連，經由開放的串口協議通訊實現對整個蓄電池組的監測。該傳感器可以直接測量單體蓄電池的阻抗、電壓和表面溫度（模塊貼在電池表面），連線、安裝方便，同時模塊的質保期為五年，完全跨越蓄電池的失效周期，因此非常便于構建蓄電池在線監測系統。

    2 蓄電池在線監測硬件平臺的構成

    蓄電池在線監測系統一方面需要完成在工業現場如變電站，數據中心等場合蓄電池參數的人機交互，方便用戶在現場時觀測蓄電池組整體電壓，電流以及各單體電池的阻抗，電壓和溫度；另一方面需要提供網絡接口，使用戶在遠端如中央控制室能夠及時了解現場的情況；最后需增加GSM接口，一旦發生故障，可以用發短信或者打電話的方式通知到值班人員。因此有必要設計一臺現場監測主機完成以上功能，與Sentinel模塊相配實現整個蓄電池在線監測系統的構建，如下圖：

    值得說明的是：

    1）由上圖可見，鑒于sentinel模塊的獨特設計，可以直接對蓄電池阻抗進行測試，因此系統毋須安裝單獨的放電模塊。

    2）由于sentinel模塊需要通過地址來識別，該地址是8位的，以上連接最多實現254塊蓄電池的連接。