一种对变电站蓄电池组充放电过程进行远程控制的系统的制作方法

本发明涉及变电站蓄电池充放电控制技术，具体为一种对变电站蓄电池组充放电过程进行远程控制的系统。

背景技术：

在变电站中，传统的蓄电池充放电工作效率低、工作环境差（工作人员在现场操控）、有损于操作人员的健康。急需一种能够远程操控、有效提高工作效率的充放电系统。

技术实现要素：

本发明为解决目前变电站充放电存在工作效率低、有损工作人员身体的技术问题，提供一种对变电站蓄电池组充放电过程进行远程控制的系统。

本发明是采用以下技术方案实现的：一种对变电站蓄电池组充放电过程进行远程控制的系统，包括作为上位机的pc机，pc机通过rs232/rs485转换器连接有rs485总线；所述rs485总线通过多个单片机与多个蓄电池充放电装置相连接；单片机与充放电装置一一对应；单片机内对应每个蓄电池充放电装置设有一对采集子系统和命令控制子系统；采集子系统用于采集对应蓄电池状态信息并发送给pc机；命令控制子系统接收pc机的命令控制蓄电池充放电装置的充放电动作。

所述rs485总线通过一个半双工低功率收发器件max485与多个单片机相连接，为单片机提供ttl电平与rs485对口电平之间的转换；每组单片机、max485和充放电装置作为一个站点。

每个充电模块有惟一的地址编号，命令控制子系统的命令格式被分为发送与接收两部分，每一帧代表的信息如下：

起始位：单片机与pc机之间通讯的起始标志；

地址位：分别设计下位机（即单片机）和上位机的地址位；

（1）命令类型：0为停机命令，1为充电命令；

设定数值：控制命令为充电时,数值量为充电电流；

（2）控制板（单片机）返回：y如果接收成功则返回y)。

采集子系统向pc机发送采集数据的方法如下：

(1)下位机每隔10s间断性的发送电压电流采集值给上位机；

(2)采集子系统（是指单片机接收到充放电装置发出的7个连续字符）返回7个连续字符；前3个字符为蓄电池端电压，接着3个为充电电流值，最后一位是终止位。

所有的字符均为10进制数值对应的ascⅱ码；共有31个充放电装置组成的站点，加上pc上位机一共32个站点。

本发明实现的远程充放电装置控制系统可以实现1台pc机上最多可控制32个站点。由于采用的是平衡驱动和差分接收的方法，因此能从根本上消除信号地线，有很强的抗共模干扰信号的能力。本系统传输结构简单、成本低、实用性强。可以广泛应用与工作环境恶劣的充放电维护现场。

附图说明

图1本发明所述系统的网络结构示意图。

图2上位机与下位机连接关系示意图。

图3单片机程序框图。

具体实施方式

1、远程通信方案设计：该系统中采用的rs485是半双工接口，双向单信道的连接方式。在整个系统中它用1根双绞线将分布在不同地理位置的充放电装置并接在一起，在各个装置中，单片机采集模块（子系统）和命令控制模块（子系统）作为下位机。其网络结构简图如图2所示。

pc机的串口通过232485转换器接入网络。另外添加半双工低功率收发器件max485来为单片机提供ttl电平与rs485的接口电平之间的转换。差分平衡型收发器max485是rs485的一种接口芯片，他集成了1个驱动器和1个接收器。处于禁止状态的驱动器和多个接收器挂在传输线上不会影响信号的正常传送，故多个驱动器和接收器可以共享一组公用传输线。网络上可挂32个站，每个站点都有固定的地址。同一时刻只能有一个站点发送数据，而其他站点只能处于接收状态，以免发生数据碰撞错误。

单片机，max485和充放电驱动电路作为一个站点接入rs485总线。a，b是总线的接口，di是发送端，ro是接收端，连接单片机的串口，单片机通过引脚进行收发控制。

单片机将采集到的蓄电池状态信息经max485转变成适合传输的电流环信号。该信号具有传输距离远，抗干扰能力强的特点，以保证信号无衰减地传到232/485转换器端。232/485转换器主要完成电流环到微机rs232接口的转换，如此即可实现pc机到单片机的通信。用户通过pc机的界面控制网络上各站点的工作，各站点的设备也可将反馈的信息发送给pc机进行蓄电池充放电装置的实时监测。

2、通信软件设计：rs485是一种硬件连接说明标准，并没有指定所使用的通信协议。为了使命令和数据能在网络上正确传输，必须在数据链路层上提供一种网络协议，当物理层的比特流出现错误时能起到检验和校正的功能。单片机采集子系统将采集到的蓄电池状态上传到pc，命令控制子系统主要是接受pc机的各种命令并对充电系统进行控制。两子系统与pc机之间均采用主从协议，串口通信，其通信参数设置为:传输速度:9600b/s，校验位：无，数据位：8；停止位：1。

3、上位机向下位机发送控制命令的设计：上位机采用普通pc机，需要将其rs232串口通过rs232/rs485转换器转换为rs485总线，各下位机通过max487芯片连接到总线上，为了消除反射，吸收噪音，采用2个120ω的匹配电阻r1和r2连在总线的两端。如图2所示。

扩展在双绞线上的每个充电模块（充放电装置）必须有惟一的地址编号，以便保证pc机发送控制命令时能准确无误地找到所需的充电的模块。分布式模块的命令格式被分为发送与接收两部分，每一帧代表的信息如下：

起始位：单片机与pc机之间通讯的起始标志；

地址位：下位机的地址号设计为01h～1fh(即1～31)，上位机的地址为00h。

（1）命令类型：0为停机命令，1为充电命令；

设定数值：控制命令为充电时,数值量为充电电流；

(2)控制板返回:y(如果接收成功则返回y)。

4、下位机向上位机发送采集数据的设计：

(1)下位机每隔10s间断性的发送电压电流采集值给上位机；

(2)采集板返回7个连续字符(中间不插入空格)，格式如下：

*******

蓄电池端电压充电电流终止位

前3个字符为蓄电池端电压，接着3个为充电电流值。蓄电池端电压用3个字符表示，如：51.2v～512v。充放电电流3个字符表示：15.7a～157a(如果电流值<10a，左边补0，如：8.9记为089)。注意：所有的字符均为10进制数值对应的ascⅱ码。考虑到单片机要及时将采集到的数据发送出去，故使用无握手的通信机制，不等待确认帧就不停发送。另外，若接收方在约定时间内未收到数据，则发送复位帧，双方回到通信程序的开始并清空缓冲区，然后重新同步。

5、单片机程序设计：在主程序中，先将单片机及其存储器初始化，进入死循环，等待中断程序。中断程序包括:a/d采集中断，主要是将采集到的电压，电流瞬时信号值处理并保存；另外1个就是串口通信中断程序，他的主要作用是：当接收一个地址时，判断是否是本机地址，若是则判断控制命令，否则结束。继续执行pc机接收的数据命令，分别表示停机、充电、放电等命令。通过字符串比较，判断出执行的命令。程序框图如图3所示。