一种UPS蓄电池组维护系统的设计与实现

浙江建设职业技术学院 王振华 徐星亮 王瑾烽

UPS电源系统在外部电源断电时通过蓄电池组为负载供电，通常大容量的UPS系统为了保障续电时间都带有多组蓄电池组，蓄电池组中的蓄电池在工作过程中长期处于浮充充电状态，而UPS主机通常没有对蓄电池组进行自动放电与维护的功能，故而导致蓄电池实际使用寿命大大缩短且故障率升高。本文中设计了一种UPS电源蓄电池组的维护系统，特别适用于带有多套蓄电池组的UPS系统及野外无人值守的UPS系统，能有效提高蓄电池组维护水平，延长蓄电池使用寿命，提高蓄电池组的维护效率。

1 系统总体设计

本文中设计的UPS蓄电池组维护系统，整个系统包括：云平台、现场控制器、远程终端、UPS主机、蓄电池组、现场控制切换电路、蓄电池数据采集模块、环境数据采集模块。系统可通过云平台与现场控制器的通讯，远程采集工作现场UPS电源与蓄电池组的实时数据，监控与调整现场电池组的运行状态。用户通过云平台与现场控制器的协作控制，不仅可以实现对蓄电池组的手动放电、手动切除、手动投入运行，而且可以远程调整蓄电池组的维护策略，可以实现蓄电池组的按指定策略自动放电，可以实现多蓄电池组的轮流交替运行，避免所有蓄电池组都长期处于浮充状态。

图1 蓄电池组维护系统总体框图

2 控制系统硬件构成

本文中现场控制器采用三菱FX3U-32MR型PLC控制器来实现，并配有有人物联公司USR-PLCNET510型云网关来与云平台通讯，该型网关可直接与设备厂家提供的有人云平台方便地实现数据采集与监控。现场控制器配有串口通信模块，通过串口分别直接与UPS主机、蓄电池数据采集模块、环境数据采集模块通讯，采集UPS主机与现场实时数据。另外，现场控制器的输出模块直接控制图2中各个动作开关的工作，根据云平台的指令与现场实时情况，分别通断图2中的各个工作开关。

图2 现场控制电路框图

3 软件系统的控制流程

软件系统的控制流程主要分为手动工作状态与自动工作状态：

3.1 手动工作状态

现场控制器执行远程终端通过云平台发出的控制指令，完成现场指定开关的通断工作。

3.2 自动工作状态

（1）自动放电过程：云平台根据系统设定的维护策略，结合分析现场实时数据，通过选择断开UPS主机输入开关，让UPS进入蓄电池工作模式来实现蓄电池组对负载的放电。

（2）蓄电池组轮替工作：云平台根据系统设定的维护策略，结合分析现场实时数据，通过选择断开相应的蓄电池组工作开关，让相应的蓄电池组先行脱离UPS直流回路，从而避免该蓄电池组长期处于浮充充电状态，通过轮流通断各个蓄电池组的工作开关，系统可实现多蓄电池组的轮替工作。

小结：本文中设计的蓄电池维护系统相比于现有系统具备了以下的改进：能实现对蓄电池组的开展远程监控与维护操作；具备蓄电池组远程手动维护与远程自动维护两种功能；能实现蓄电池组的按照指定策略轮替工作，延长蓄电池使用寿命；蓄电池组的维护策略可通过云平台实现远程动态调整。