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关于直流屏监控系统

U02/U04与西门子S7系列PLC组成系统的监控系统比较
 
性能比较
S7系列PLC与外围设备组成的直流屏监控
U02,U04监控系统
通用性
Siemens PLC涵盖工业控制的各个领域
专用于电力/通信电源系统
监控系统组成
一般由PLC、HMI、传感器、功能单元模块、DC/DC电源和软件编程等组成。
一般由U02/U04、HMI、传感器、功能单元模块和简易软件编程等组成。
控制器的可靠性
Siemens PLC本身的可靠性是不用质疑。
U02采用国际著名品牌MCU,双CPU设计。严格按照电力系统的电磁兼容、安规标准设计。
整个监控系统硬件的可靠性
由于系统中必须采用1台或多台DC/DC作为PLC、HMI、传感器的工作电源,由于市场上的DC/DC电源几乎都达不到电力系统的电磁兼容和按规要求。加上高频开关直流屏本身就是一个谐波很丰富的干扰源,DC/DC供电系统中,如果DC/DC电源本身质量问题或DC/DC电源布置、走线设计不合理,可能出现监控系统的不稳定。
U02/U04的设计,已经充分考虑了整个直流屏的DC供电系统(内置于U02/U04),此DC电源完全达到电力系统的电磁兼容和按规的要求。直流屏的监控系统中,不需要外接任何DC/DC电源。母线电压采用直接采样,而电流采样采用电流霍尔。监控系统连线简洁清晰。运行业绩非常骄人。
软件实现
由于我们对SIEMENS产品硬件的质量的信赖而容易忽略其软件编程的影响。直流屏的控制核心就是实现电池充电曲线管理。而这个过程也是一个PID控制过程。如果处理不恰当可能会出现电池的过充、欠充而影响电池的寿命甚至损坏。
U02监控模块的充电曲线管理控制的PID过程,是经过电力系统多年运行经验,固化于监控模块(用户不需也不可编程)。系统控制实现直接用计算机的底层语言操作硬件,其效率和速度是高级语言不可比拟的。
监控系统实现
由于S7的通用性决定其组成时,或系统扩展时构成过于复杂,成本剧增。如1个100AH/19节电池巡检系统的直流屏系统:需要配置1台PLC,1台HMI,1台电池巡检(西门子没有此产品),4只霍尔传感器(电流、电压分别各2只),1台24Vdc电源给PLC供电,1台24Vdc电源给HMI供电(大多数用户选择与PLC共用电源),1台±12V电源给霍尔传感器供电(1台电源供给多台霍尔)。如果考虑硅链控制、开关量检测的选择西门子的开关量、模拟量模块。
U02组成1个100AH/19节电池巡检的直流屏电源系统:需要配置1台U02,1台HMI,2只电流霍尔即可。合母、控母采样由母线直接连接采样(不需要霍尔),控母采样同时也作为U02的工作电源(不需另外提供24Vdc工作电源),HMI电源由U02提供高品质的24Vdc电源,2只霍尔的电源也由U02单独分别提供±12V电源。这样的设计有极其优秀的电磁兼容性能。极其简洁的连接,极高的可靠性。U02监控还有很多极其方便的功能。
通信口
1个或2个RS485/232接口,1个对HMI,1个对电源模块等功能单元设备,没有独立的上位机通信接口。组成系统时需要作其他考虑。
3个独立并且是电气隔离(可施加2000Vac绝缘强度试验电压)的RS485(/RS232)接口,3个接口分别对应HMI、功能单元设备和上位机。
可扩容性
实现2段母线,230节电池,230路绝缘,230路开关量理论上应该没问题,但实现2段母线及处理如此多的运行参数并上传给上位机难度很大,方案复杂,成本不菲。
简单的编程,可实现:2段母线,230节电池,230路绝缘,230路开关量等,海量存贮单元。
安全功能
--
每一台U02都有唯一的ID号,每一个ID号对应一个激活码(用专用的算号软件生成)。可以从HMI或U02的编程软件输入激活码激活U02。如果U02不被激活,当U02运行时间累计达到6个月后,设备会限制输出,并告警。
 

 

U系列监控功能参数比较一览表

性能指标
U01,U01A
U02
U03
U04
工作电源电压

40~64Vdc; 99~300Vdc /或220±10%(Vac )

48~300Vdc /或220±10% (Vac)

40~64Vdc;99~286Vdc
48~300Vdc /或220±10% (Vac)
充电曲线管理
均充电压

110V系统,99~143Vdc,出厂设定均充电压127V; 220V系统,198~286Vdc,出厂设定均充电压254V

110V系统,99~143Vdc,出厂设定均充电压127V; 220V系统,198~286Vdc,出厂设定均充电压254V

48V系统:43~63Vdc,出厂设定均充电压56.4V
不参与充电曲线管理
浮充电压
110V系统,99~143Vdc,出厂设定浮充电压121.5V; 220V系统,198~286Vdc,出厂设定浮充电压243V
110V系统,99~143Vdc,出厂设定浮充电压121.5V; 220V系统,198~286Vdc,出厂设定浮充电压243V
48V系统:43~63Vdc,出厂设定浮充电压54.0V
限流参数
11%~100%Ie。出厂设定值35%
时间参数
均充延时:0~250(默认180)分钟;均充限时:0~2550(默认600)分钟;均充间隔0~2550(默认2160)小时。
可管理电池组数
1
2
1
模拟量采样点
直流电压1
合母电压:0~300V,采样精度12位。直接采样。
合母电压:0~300V,采样精度12位。直接采样。
合母电压:0~70V,采样精度12位。直接采样。
工作电压:0~70V,采样精度12位。直接采样。
直流电压2
控母电压:99~300V,采样精度12位。直接采样。
控母电压:48~300V,采样精度12位。直接采样。
控母电压:40~63V,采样精度12位。直接采样。
信号电压:0~70V,采样精度12位。直接采样。
交流电压1
Uab:0~500Vrms,采样精度12位。直接采样。
通过交流单元模块采样
交流电压2
Ubc:0~500Vrms,采样精度12位。直接采样。
电流1
充电电流:0~1000A,采样精度0.5级。分流器采样。
充电电流:0~2000A,采样精度12位。霍尔传感器采样。
充电电流:0~20A,采样精度0.5级。内置分流器采样。
负载电流1:0~2000A,采样精度12位。霍尔传感器采样。
电流2
总电流:0~2000A,采样精度12位。霍尔传感器采样。
负载电流2:0~2000A,采样精度12位。霍尔传感器采样。
电池巡检
19点,对应19节高速实时电池检测,0~20V,采样精度12位。实时直接采样。
4点,对应4节高速实时电池检测,0~20V,采样精度12位。直接采样。
 
温度
环境温度,采样精度12位。配置温感元件。
开关量点
输入点
3点,分别对应熔丝、绝缘、馈线无源触点。
8点,用户可定义。
3点,分别对应熔丝、直流馈线、、交流馈线。
74点,用户可定义。
输出点
4点,1点总告警输出和3点硅链控制(4-2-1码/2-2-1码/1-1-1码可选择)
5点,1点总告警、1点放电控制、3点硅链控制(4-2-1码/2-2-1码/1-1-1码可选择)
2点,1点总告警输出、1点硅链控制。
2点,1点总告警输出、1点状态正常输出。
DC电源输出
没有
1组24Vdc供给触摸屏,2组±12Vdc电源分别单独供给2只电流霍尔。
没有
1组24Vdc供给触摸屏,2(3)组±12Vdc电源分别单独供给2(3)只电流霍尔。
连接方式
带电盲插拔
插拔端子排
固定接线端子
插拔端子排
CPU结构
双CPU
双CPU
单CPU
单CPU
电压采样精度

12位

12位

12位
12位
电流采样精度

12位(分流器采样)

≤0.5% (霍尔采样)

12位(分流器采样)
≤0.5% (霍尔采样)
 工作温度

-10℃~45℃

-10℃~45℃

-10℃~45℃
-10℃~45℃
通信接口

2个RS48通信5接口。1个对直流系统设备,1个对上位机。

3个RS485 通信接口。1个对触摸屏(HMI),1个对直流系统设备,1个对上位机。

1个RS485接口,对直流系统设备,
3个RS485 通信接口。1个对触摸屏(HMI),2个对上位机。
可管理模块
1~9台
1~32台
1~9台
扩展功能

可通过RS485口管理19节电池巡检模块,24路支路绝缘检测模块等功能单元设备。

可通过RS485口管理各功能模块。230路支路绝缘,230路开关量,230节电池,交流采样单元等...
不可扩展
可作为标准的I/O单元,作为U02的功能单元扩展模块。
适用系统

10AH~200AH /220V,10AH~500AH /110V,10AH~1000AH /48V。

10AH~2000AH 。

10AH~200AH /48V。
电力/通信馈线屏,交流屏
人机界面
中文/English字符LCD显示
中文/English图文显示
中文/English字符LCD显示
中文/English图文显示
 故障信息储存

8条

256条

8条
256条
 重量

2.2KG

1.2KG

1.2KG
1.2KG
外形尺寸

118mm×220mm×329mm( 宽×高×深 )

 结构信息

317mm×50mm×109mm( 宽×高×深 )

 结构信息

317mm×44.2mm×109mm( 宽×高×深 )

 结构信息

317mm×50mm×109mm( 宽×高×深 )

 结构信息

U系列监控模块在系统应用的拓扑
 
U01监控模块的应用
U02监控模块的应用
U03监控模块的应用
U04监控模块的应用
 
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