测控技术及其应用课件.ppt
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1、测控技术及其应用测控技术及其应用 南京邮电大学自动化学院南京邮电大学自动化学院 陈陈 小小 惠惠一、测控技术的概述二、蓄电池检测和修复技术三、NXVRLA蓄电池检测维护系统一、测控技术的概述1、测控技术的发展动态2、测控技术研究的重要性3、测控技术的应用v1、测控技术的发展动态v 测试与控制(简称测控)技术是光、电、自动控制、计算机与信息技术多学科相互融合和渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科,目前已成为21世纪关键的信息技术之一。v 随着光、机、电、算、生、化、医、材料等技术的不断涌现,以及科学技术尤其是电子信息技术的飞跃发展,测控技术将迎来创新发展的新机遇,微型化、集成化、智能化、虚拟化
2、和网络化成为以计算机为核心的现代测控技术的一个发展趋势。1、测控技术的发展动态n n智能化1.测控算法2.测控功能n n虚拟仪器(VI)软件仪器 以通用计算机为基础,加上特定的硬件接口设备和为实现特定功能而编制的软件而形成的一种新型仪器。1、测控技术的发展动态现代仪器的发展历程4个阶段a.20世纪50年代的模拟仪器第一代仪器b.20世纪60年代的数字式仪表第二代仪器c.20世纪70年代的智能仪器第三代仪器d.20世纪80年代的虚拟仪器第四代仪器 1、测控技术的发展动态发展趋势1.网络化仪器2.网络化虚拟仪器3.网络化嵌入式仪器4.现场总线仪器网络化仪器 服务于人们从任何地点、在任何时间都能够远
3、程操控获取测试信息的所有硬、软件条件的有机集合。网络化虚拟仪器 将计算机、昂贵的外部设备、北侧使结点以及数据等软件资源纳入网络进行资源共享,共同完成测试任务;实现了对现场基于Internet的异地或远程测试、控制、数据获取、故障监测和现场监视功能。网络化嵌入式仪器 是嵌入式技术与网络技术结合的产物。现场总线仪器 遵循国际现场总线协议设计制造的智能仪表。是现场仪表网络化的重要标志。1、测控技术的发展动态网络化网络化 将测控系统中地域分散的基本功能单元(计将测控系统中地域分散的基本功能单元(计算机、测控仪器、测控模块或智能传感器),算机、测控仪器、测控模块或智能传感器),通过网络互连起来,构成一个
4、分布式的测控系通过网络互连起来,构成一个分布式的测控系统。统。1.远程测控远程测控2.分布式测控分布式测控3.资源共享性资源共享性4.信息的交互性、开放性信息的交互性、开放性5.使用的方便性使用的方便性一、测控技术的概述1、测控技术的发展动态2、测控技术研究的重要性3、测控技术的应用2、测控技术研究的重要性n经济性经济性1.对网络系统或系统装置的运行状态进行监控和维对网络系统或系统装置的运行状态进行监控和维护。护。2.对网络系统或系统装置的参数、性能进行监测及对网络系统或系统装置的参数、性能进行监测及故障诊断。故障诊断。n安全性安全性1.网络安全网络安全2.人生安全人生安全n便利性便利性1.生
5、活的便利性生活的便利性2.工作的便利性工作的便利性一、测控技术的概述1、测控技术的发展动态2、测控技术研究的重要性3、测控技术的应用 3、测控技术的应用v网络化测控系统的应用1.应用专线Modem的网络化测控系统2.利用公用电话网的网络化测控系统3.采用光纤通道的网络化测控系统4.基于Internet/Intranet的网络化测控系统5.基于无线通信的网络化测控系统 3、测控技术的应用v设备和装置测控系统的应用1.集中式测控系统2.分布式测控系统3.集散式测控系统4.基于现场总线的测控系统 二、蓄电池检测和维护修复技术n n 1、蓄电池的工作原理n n 2、蓄电池的失效模式n n 3、蓄电池的
6、检测方法n n 4、蓄电池的维护修复技术 1、蓄电池的工作原理v蓄电池模型V VO O 1、蓄电池的工作原理电动势 2伏的整数倍 电阻 包括欧姆内阻和极化内阻 欧姆内阻:极板、极柱、汇流条、溶液、隔膜的电阻,符合欧姆定律。极化内阻:电极的电荷传递极化电阻、扩散极化电阻等,不符合欧姆定律。端电压 V0 浮充电压 1、蓄电池的工作原理 结构储能物质 活性物质1.正极 结晶细密、疏松多孔的二氧化铅,红褐色2.负极 海棉状的金属铅,灰色 1、蓄电池的工作原理新新极极板板 硫酸盐化的极板硫酸盐化的极板 盐化晶体像鹅卵石般非常牢固地叠盐化晶体像鹅卵石般非常牢固地叠堆和覆盖堆和覆盖 1、蓄电池的工作原理电解
7、液 稀硫酸液,1.21.3g/ml,参加极板上的化学反应、导通离子和降低电池反应温度。正极和负极之间由隔板隔开(硫酸铅)(硫酸铅)(硫酸铅)(硫酸铅)(水)(水)PbSO4+2H2O+PbSO4(过氧化铅)(过氧化铅)(硫酸)(硫酸)(海绵状铅)(海绵状铅)PbO2+2H2SO4+Pb(阳极)(阳极)(电解液)(电解液)(阴极)(阴极)放电放电充电充电(阳极)(阳极)(电解液)(电解液)(阴极)(阴极)NXVRLA在线维护修复器在线维护修复器1、蓄电池的工作原理工作原理 充、放电时 活性物质和电解液同时参加化学反应。化学反应原理方程式 二、蓄电池检测和维护修复技术n n 1、蓄电池的工作原理n
8、 n 2、蓄电池的失效模式n n 3、蓄电池的检测方法n n 4、蓄电池的维护修复技术n n 2、蓄电池的失效模式蓄电池的失效模式A.电池的正极板软化 正极板活性物质脱落,导致正极板参与反应的真实面积下降,形成电池容量的下降。电池的放电深度需要严格控制。B.电池的正极板腐蚀 充电时会促使正极板腐蚀,过充电会严重加速正极板腐蚀,防止过充电。2、蓄电池的失效模式C.电池的负极板硫化 电池放电以后,负极板的铅转换为硫酸铅,不及时充电或者充电时间比较长,硫酸铅晶体就会逐步聚积而形成粗大的硫酸铅结晶,形成不可逆硫酸铅盐化,简称硫化。D.电池的失水E.电池的热失控F.电池的不均衡 2、蓄电池的失效模式浮充
9、电压低浮充电压低1落后电池的反电势高落后电池的反电势高2备品电池处于无管理状态备品电池处于无管理状态3浮充电压不调整浮充电压不调整4电池电池硫酸硫酸盐化盐化充电充电不足不足 蓄电池故障分析以及过早报废的原因蓄电池故障分析以及过早报废的原因 电池容量均衡性差深度放电容量检测方法无密封蓄电池维护标准无电池报废鉴定程序2、蓄电池的失效模式 蓄电池故障分析以及过早报废的原因蓄电池故障分析以及过早报废的原因 二、蓄电池检测和维护修复技术n n 1、蓄电池的工作原理n n 2、蓄电池的失效模式n n 3、蓄电池的检测方法n n 4、蓄电池的维护修复技术 3、蓄电池的检测方法、蓄电池的检测方法n n单单体浮
10、充电压测量体浮充电压测量 检测结果存在一定的误差,检测结果存在一定的误差,会出现会出现“浮充电压正常但放电时出现严重故浮充电压正常但放电时出现严重故障障”的情况的情况.n n电池容量检测电池容量检测 费工费时费工费时,费用高费用高,加速电池老加速电池老化化,缩短电池使用寿命缩短电池使用寿命.n n内阻法预测电池容量内阻法预测电池容量 大量研究和实验结果大量研究和实验结果(美国(美国GNBGNB)表明,蓄电池内阻与荷电程度)表明,蓄电池内阻与荷电程度之间、与容量之间的相关性非常好,相关系之间、与容量之间的相关性非常好,相关系数可以达到数可以达到8888。3、蓄电池的检测方法优点:对于在线使用的蓄
11、电池来说,内阻法还有一个突出优点是对系统影响最小,可以在蓄电池整个使用期内准确测量。二、蓄电池检测和维护修复技术n n 1、蓄电池的工作原理n n 2、蓄电池的失效模式n n 3、蓄电池的检测方法n n 4、蓄电池的维护修复技术 4、蓄电池的维护修复技术v延长蓄电池寿命的对策 增加检测和维护修复设备系统,对蓄电池状态进行检测,同时根据蓄电池的状态对蓄电池进行维护与修复。v消除电池硫化的方法(有4种)1.1.水疗法 硫化不太严重使用,密封电池无法进行,成本和使用工时都比较大,现已很少见到水疗法了。1.2.化学处理方法 采用化学添加剂,但其副作用不可忽视,一般的电池制造商都不敢使用。1.3.大电流
12、充电 国内几乎没有人使用这种方法处理不可逆硫酸盐化。1.4.脉冲修复 实现脉冲消除硫化和抑制电池硫化的方法,有离线和在线二种方式。n n三、NXVRLA蓄电池检测维护系统n n1、引言n n2、系统组成、特点及工作原理n n3、应用案例介绍n n4、投资分析1、引言 a.电池组是整个网络安全运行的最后一道保障,但由于其内部的复杂性和不可预见性,很容易出现质量问题,如果没有及时发现并加以处理往往将造成重大事故。但是现有的维护手段要么没有实质效果(如日常巡检中记录电池浮充电压),要么存在安全隐患(利用智能假负载进行离线放电实验),故没有做到科学的电池维护工作。近几年,加上电荒的影响,蓄电池大批量容
13、量不足导致蓄电池提前报废。b.在近几年的实际使用中,因VRLA蓄电池故障造成的通信中断事件屡屡发生,部分设计寿命为1015年的阀控式密封铅酸蓄电池在使用34年后即出现故障,对电信电源的供电造成威胁。VRLA蓄电池的外壳一般为ABS工程塑料,在维护中无法像对防酸式蓄电池那样以测量电液比重、观察液面和极板等判断电池的好坏。1、引言c.采用NXVRLA新技术,进一步加强蓄电池的维护管理,就可以提高蓄电池运行质量,有效延长蓄电池使用寿命,确保动力设备安全稳定高效运行1、引言n n三、NXVRLA蓄电池检测维护系统n n1、引言n n2、系统组成、特点及工作原理n n3、应用案例介绍n n4、投资分析2
14、 2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理 系统组成 (三部分组成)1.在线内阻检测分析器(型号NXVRLA-DC-88-0/1)2.在线维护修复器(型号ZINSCHE-UAD-6000-TC/TR)3.管理软件n 系统特点1.准确的测量出电池的内阻、电压及相应的容量实现电池的前瞻性管理2.在线判别出电池的优劣3.有效恢复被硫酸盐化的电池容量达95%以上4.显著延长电池的使用寿命可达50%2 2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理5.改善电解液的比重和彻底消除硫酸盐化,大大提高电池组的使用效率6.显著改善电池组浮充电压的一致性7.采用独有自动振荡共振和同步干扰抑制
15、技术的在线维护系统8.减少例行维护等方面的效果十分显著9.对电池组本身及所有的相关设备无任何损害和干扰2、系统组成、特点及工作原理DC-88-1DC-88-1便便携携式式DC-88-0DC-88-010091009型型10081008A A型型网网络络式式在线内阻分析器在线内阻分析器 2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理蓄电池蓄电池信号信号分析分析及分及分离离A/D转换转换器器CPU交流激励电流源交流激励电流源液晶显示器液晶显示器内阻信号内阻信号电压信号电压信号测量叉测量叉2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理在线内阻分析器原理在线内阻分析器原理在线维护修复器
16、在线维护修复器2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理维护修复器维护修复器60006000TC/TR-X6000MN工作原理工作原理1、蓄电池在线维护修复器工作原理、蓄电池在线维护修复器工作原理采用扫荡脉冲技术,防止并修复蓄电池极板硫酸盐化,恢复蓄电池蓄电能力并延长蓄电池寿命采用扫荡脉冲技术,防止并修复蓄电池极板硫酸盐化,恢复蓄电池蓄电能力并延长蓄电池寿命电源电源系统系统主控制器主控制器蓄电池蓄电池组组负载负载扫荡扫荡共振频共振频率模块率模块TR同步同步干扰抑干扰抑制模块制模块TC2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理1、蓄电池在线维护修复器工作原理(续)、蓄电池
17、在线维护修复器工作原理(续)脉冲脉冲频率频率调整器调整器 脉冲脉冲宽度宽度调整器调整器 脉冲脉冲幅度幅度调整器调整器 可变振荡器可变振荡器 比较器比较器 微控制器微控制器 扫荡共振频率模块扫荡共振频率模块TR 检测和分析蓄电池电压差和检测和分析蓄电池电压差和内阻通量变化确定共振状态、内阻通量变化确定共振状态、向微控制器反馈信号。向微控制器反馈信号。1K-500K可变频、变宽、变幅可变频、变宽、变幅特定连续脉冲特定连续脉冲 2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理同步干扰抑制模块同步干扰抑制模块 将输出至负载中的脉动波纹抑制到将输出至负载中的脉动波纹抑制到小于小于0.5%消除干扰,
18、实现在线修复消除干扰,实现在线修复 保证修复蓄电池及蓄电池组的一致性和可靠性保证修复蓄电池及蓄电池组的一致性和可靠性 1、蓄电池在线维护修复器工作原理(续、蓄电池在线维护修复器工作原理(续)2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理在线维护修复器效能比较图:在线维护修复器效能比较图:修复完成修复完成后的极板后的极板硫酸盐化硫酸盐化的极板的极板修复一段时修复一段时间的极板间的极板2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理管理软件管理软件2、系统组成、特点及工作原理、系统组成、特点及工作原理n n三、NXVRLA蓄电池检测维护系统n n1、引言n n2、系统组成、特点及工作
19、原理n n3、应用案例介绍n n4、投资分析案例案例1 1【单位名称】移动通信集团公司某UPS机房【蓄电池资料】容量:100AH 型号:GNB S12V370【投入检测维护的仪表】美国密特-DC 1台 NXVRLA-UAD-6000TC/T4R 1套【检测设备】UPS电导容量测试仪CTU-6000及后台分析管理软 件Spider1.2U【维护修复时间】2006.5.222006.6.21基本信息UPSUPS蓄电池在线检测维护修复情况蓄电池在线检测维护修复情况1.在线式修复前整组测试图表(特别关注在线式修复前整组测试图表(特别关注9#电池)电池)单单体体编编号号 电压电压 电导电导 百分比百分比
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