上海自動(dòng)化儀表股份有限公司
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閱讀：603發(fā)布時(shí)間：2022-1-16
5V和12V蓄電池電壓采集模塊
本產(chǎn)品是針對(duì)軌道交通領(lǐng)域需求提出的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，由技術(shù)中心與市政工程公司合作完成。并已投入市場(chǎng)700套，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠。
為了保證軌道交通的安全運(yùn)行，每個(gè)站點(diǎn)都需要使用大量蓄電池對(duì)重要設(shè)備提供后備電源，因此，為保證蓄電池能保持完好的狀態(tài)，對(duì)蓄電池的電壓進(jìn)行穩(wěn)定準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)就十分重要。
應(yīng)用中，蓄電池模塊經(jīng)常陣列為蓄電池組，以滿足客戶對(duì)不同電壓和功率的要求。為了提高單體的利用率和蓄電池組的使用壽命，通常要對(duì)蓄電池組進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控。通常構(gòu)成一個(gè)蓄電池組所需的蓄電池單體數(shù)量龐大，這些監(jiān)控系統(tǒng)的采集單元接線也很復(fù)雜，并通常采用現(xiàn)場(chǎng)總線形式如CAN Bus,R S485總線等。針對(duì)該現(xiàn)狀，我公司開(kāi)發(fā)出兩塊適合M odBus傳輸
協(xié)議的蓄電池電壓采集模塊BV S5V和BV S12V，分別可以同時(shí)采集5路電壓15V)及22路電壓5V)蓄電池電壓，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器件采集模擬信號(hào)，通過(guò)M CU處理后，再包裝成符合ModBus報(bào)文格式信息，然后通過(guò)R S485總線傳輸給上層監(jiān)控設(shè)備通常是一臺(tái)嵌入式系統(tǒng))處理，從而達(dá)到既集中又分散的方法。
產(chǎn)品主要特點(diǎn)如下:
硬件設(shè)計(jì)主要是:數(shù)據(jù)采集部分、處理部分以及M od Bus傳輸部分。并通過(guò)磁禍合器件隔離，達(dá)到與輸入與輸出*隔離的效果。軟件設(shè)計(jì)包括兩部分:數(shù)據(jù)采集部分主要為對(duì)各個(gè)通道進(jìn)行分時(shí)掃描采集。為保證采集速率，應(yīng)選用查詢方式，在一定時(shí)間間隔內(nèi)輪詢一次，把每次采集過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)放入預(yù)定的緩存中。通信部分主要是處理部分將采集的信息進(jìn)行協(xié)議封裝，然后通過(guò)控制尺S485模塊實(shí)現(xiàn)與M odBus的數(shù)據(jù)交換。同時(shí)，對(duì)接收到
的信息進(jìn)行協(xié)議解析，以獲取相關(guān)的命令信息，從而實(shí)現(xiàn)該模塊與ModBus的信息交換。為保證響應(yīng)報(bào)文的實(shí)時(shí)性，該模塊采用中斷方式與外部監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行通信。
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
2、設(shè)計(jì)要點(diǎn)
按照模塊化設(shè)計(jì)的思路，將蓄電池電壓采集模塊劃分為由電源、放大器及A/D ,M C U、通訊等模塊組成。蓄電池電壓信號(hào)經(jīng)放大器調(diào)理，通過(guò)A /D轉(zhuǎn)換到M CU控制器，M CU控制器進(jìn)行協(xié)議封裝，然后通過(guò)控制R S485模塊實(shí)現(xiàn)與M od Bus的數(shù)據(jù)交換。
1)M CU模塊
選用的單片機(jī)其特點(diǎn)是:速度比普通單片機(jī)快;在系統(tǒng)可編程/在應(yīng)用可編程，方便軟件升級(jí);抗干擾高抗靜電E S D保護(hù))、抗快速脈沖干擾EFT測(cè)試)、寬電壓，不怕電源抖動(dòng)，提高整個(gè)模塊在惡劣工作環(huán)境下的生存能力。
2)模擬輸入及AD模塊
采用抗共模能力強(qiáng)的運(yùn)放及保證整個(gè)采集模塊具有很高的精度。
3)抗干擾措施
蓄電池電壓采集模塊的應(yīng)用場(chǎng)合環(huán)境十分惡劣，因此整機(jī)的抗干擾就成為該模塊能否穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，抗干擾的意識(shí)貫穿始末。
4)軟件
產(chǎn)品采用了M odbusRTU切議，有著廣泛兼容性和通用性，有效檢測(cè)數(shù)據(jù)正確性與完整性，單條R S485總線同時(shí)掛載255臺(tái)設(shè)備，與上層數(shù)據(jù)采集設(shè)備便捷互聯(lián)，便
于交換信息及擴(kuò)展。
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