测控技术及其应用课件.ppt

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1、测控技术及其应用 南京邮电大学自动化学院 陈 小 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,1、测控技术的发展动态 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。 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、虚拟化和网络化成为以计算机为核心的现代测控技术的一

2、个发展趋势。,1、测控技术的发展动态智能化1.测控算法2.测控功能虚拟仪器（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程操控获取测试信息的所有硬、软件条件的有机集合。网

3、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 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），通过网络互连起来，构成一个分布式的测控系统。远程测控分布式测控资源共享性信息的交互性、开放性使用的方便性,一、测控技术的概述1、测控技术的发展动态2、测控技

4、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经济性对网络系统或系统装置的运行状态进行监控和维护。对网络系统或系统装置的参数、性能进行监测及故障诊断。安全性网络安全人生安全便利性生活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、测控技术的应用网络化测控系统的应用应用专线Modem的网络化测控系统利用公用电话网的网络化测控系统采用光纤通道的网络化测控系统基于Internet/Intranet的网络化测控系统基于无线通信的网络化测控系统,3、测控技术的应用设备和装置测控系统的应用集中式测控系统分布式测控系统集散式测控系统基

5、于现场总线的测控系统,二、蓄电池检测和维护修复技术 1、蓄电池的工作原理 2、蓄电池的失效模式 3、蓄电池的检测方法 4、蓄电池的维护修复技术,1、蓄电池的工作原理蓄电池模型,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 活性物质正极 结晶细密、疏松多孔的二氧化铅，红褐色负极 海棉状的金属铅，灰色,1、蓄电池的工作原理,新 极 板,硫酸盐化的极板 盐化晶体像鹅卵石般非常牢固地叠堆

6、和覆盖,1、蓄电池的工作原理电解液 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,NXVRLA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 1、蓄电池的工作原理 2、蓄电池的失效模式 3、蓄电池的检测方法 4、蓄电池的维护修复技术,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，

7、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,充电,不足,蓄电池故障分析以及过早报废的原因,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,二、蓄电池检测和维护修复技术 1、蓄电池的工作原理 2、蓄电池的失效模式 3、蓄电池的检测方法 4、蓄电池的维护修复技术,3、蓄电池的检测方法单体浮充电压测量 检测结果存在一定的误差，会出现“浮充电

8、压正常但放电时出现严重故障”的情况.电池容量检测 费工费时,费用高,加速电池老化,缩短电池使用寿命.内阻法预测电池容量 大量研究和实验结果（美国GNB）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，相关系数可以达到88。,3、蓄电池的检测方法优点： 对于在线使用的蓄电池来说，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 1、蓄电池的工作原理 2、蓄电池的失效模式 3、蓄电池的检测方法 4、蓄电池的维护修复技术,4、蓄电池的维护修复技术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

9、态对蓄电池进行维护与修复。消除电池硫化的方法（有4种）,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。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。3.大电流充电 国内几乎没有人使用这种方法处理不可逆硫酸盐化。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。,三、NXVRLA蓄电池检测维护系统1、引言2、系统组成、特点及工作原理3、应用案例介绍4、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

10、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

11、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,三、NXVRLA蓄电池检测维护系统1、引言2、系统组成、特点及工作原理3、应用案例介绍4、投资分析,2、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,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、系统组成、特点及

12、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-88-1,便携式,DC-88-0,1009型,1008A型,网络式,在线内阻分析器,2、系统组成、特点及工作原理,2、系统组成、特点及工作原理,在线内阻分析器原理,在线维护修复器,2、系统组成、特点及工作原理,工作原理,1、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

13、电能力并延长蓄电池寿命,2、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）,2、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),2、系统组成、特点及工作原理,在线维护修复器效能比较图：,修复完成后的极板,硫酸盐化的极板,修复一段时间的极板,2、系统组成、特点及工作原理,管理软件,2、系统组成、特点及工作原理,三、NXVRLA蓄电池检测维护系统1、引言2、系统组成、特点及工作原理3、应用案例介绍4、投资分析,案例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

14、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,UPS蓄电池在线检测维护修复情况,在线式修复前整组测试图表（特别关注9#电池）,说明：9#电池浮充电压12.82V，容量只有35AH。,UPS蓄电池在线检测维护修复情况,在线式修复前整组测试数据（特别关注9#电池）,UPS蓄电池在线检测维护修复情况,2.在线式修复过程,UPS蓄电池在线检测维护修复情况,3.在线式修复后整组测试图表（特别关注9#电池）,说明：经过修复器修复，9#电池浮充电压为13.8

15、8V，容量为87AH,UPS蓄电池在线检测维护修复情况,3.在线式修复后整组测试数据（特别关注9#电池）,案例2,【单位名称】 江苏某银行营业部中心机房蓄电池组【蓄电池资料】 容量：100AH ,12V 单元数量: 32 电池状况 放电时间短 电池出厂日期:1999,2.1 【投入检测维护的仪表】 NXVRLA-UAD-88-1内阻分析器1台 NXVRLA-UAD-6000TC/T2R 1套【维护修复时间】 2006.62007.6,中心机房蓄电池在线检测维护修复情况,2006年6月21日测试结果如下,从上图可判别图1第25号电池故障，此电池内阻大，内阻为8.26 m，电压为12.62V，超出

16、正常平均值。图2表明该电池经过一年的在线维护，有效的降低了蓄电池内阻，显著延长了蓄电池组的使用寿命，改善了蓄电池组的一致性。,2007年6月11日检测结果如下,图1,图2,第一组电池(使用在线维护修复器),UPS蓄电池在线检测维护修复情况,第二组电池(未使用修复器),第二组蓄电池没有安装维护修复器在线维护，蓄电池再运行一年后第3号、第5号、第20号、第25号出现故障，这4节电池内阻变大，其中第25号电池电压偏高，内阻无穷大，急需解决。,2006年6月21日测试结果如下,图1,2007年6月11日检测结果如下,图2,案例3,【单位名称】 某某军区第一通信总站蓄电池【蓄电池资料】 容量：50AH

17、型号：MPS12V 电池状况:无放电能力【投入检测维护的仪表】 NXVRLA-DC-88-1内阻分析器1台 NXVRLA-UAD-6000TC/TR 1套【维护修复时间】 2005.3.22,蓄电池在线检测维护修复情况,维护要点,用NXVRLA检测维护管理系统的检测分析器，测量每节电池，确定劣化电池为3号单体,按相应维护程序，对电池组进行维护修复。1、维护中期情况（维护48小时后）：放电性能测试放电电流：3.5A 放电时间：29分钟,蓄电池在线检测维护修复情况,2、电池现状（维护96小时后）：放电性能测试,放电电流：3.5A 放电时间：1小时20 分钟,从图中可看出:电池经过维护修复后接受充电

18、的能力已提高，该组电池现在连续放电1小时20分钟，说明该电池组以得到明显的修复效果。电池容量已在恢复中。如继续延长维护修复时间效果会更加明显。,对整组电池的一致性起到良好作用 修复段的维护使得维护仪能同时对整组电池进行维护修复，不仅解决电池的一致性和内阻问题，而且电池无任何发热，与蓄电池品牌无关,对被检测设备无任何干扰和损害。,节约投资成本可观合理的使用蓄电池在线维护修复系统，可以延长电池的使用寿命，节省大量更换电池的费用，减少人工维护的费用。,蓄电池检测维护修复管理器,对单体落后电池修复效果显著 从试点情况可以看出，电池组中落后电池经过维护修复后，电池接受充电能力已提高，电池内阻降低，电压升

19、高，硫酸盐化现象已经基本消除，容量基本恢复正常(95%)。,可靠性高 使用简便对老化电池检出率90%以上,科学的管理系统具有前瞻决策能力,预警报警及时,友好的人机界面,方便统计管理,操作简便.,使用NXRVLA蓄电池检测维护管理系统结论,三、NXVRLA蓄电池检测维护系统1、引言2、系统组成、特点及工作原理3、应用案例介绍4、投资分析,1、及时彻底地发现蓄电池的安全质量问题,2、确保通信质量、生产安全和财产安全，带来可观的经济效益和社会效益,安全价值,4、投资分析,节能、减排、环保价值,延长蓄电池使用寿命，减少蓄电池报废数量,减少能源消耗,减少电池对环境的污染。,硫酸,铅,其他金属,4、投资分析,直接的经济价值,2、 避免电池的误报废节省大量资金,拿出节约资金的70%就可以支付维护费用,30%是直接产生的经济效益,、每组电池维护更加到位，可延迟电池报废年限，带来可观经济效益,4、投资分析,例如：GNB2V-1010AH 单节6158元24只=147792元2组=295584元30万元使用期8年计算 30万元8=37500元 使用5年 375005=187500元（56%）112500（34%）未产生应有的价值，亏损使用NXVRLA修复器,使蓄电池每延长一年收入37500元，仪表投资每年约8000元，每年节约29500元。,谢谢！,