專利名稱：一種黑匣子及其在全釩液流儲能電池的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信息處理技術，具體地說是 一種全釩液流儲能電池用的黑 匣子。
背景技術：
目前，黑匣子涉及的領域很多，如飛機、機動車，鍋爐等，經(jīng)對現(xiàn)有 技術文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的黑匣子都是用單片機來控制整個系統(tǒng)，功能 少，資源單一，難以實現(xiàn)黑匣子在線查看實時數(shù)據(jù)的功能，存儲功能也都 是靠各種存儲芯片來存儲數(shù)據(jù)，存儲空間非常有限。
全釩液流儲能電池是一種電能儲存裝置，主要由電池模塊、電解質溶
液和電解質儲存輸送體系及控制系統(tǒng)3個部分組成。與其他化學儲能技術 相比，全釩液流儲能電池在規(guī)模儲能方面具有獨特優(yōu)勢其能量效率高；
蓄電容量大，可達百兆瓦時；容量和功率相互獨立，系統(tǒng)設計靈活；系統(tǒng) 運行和維護費用低等優(yōu)點。因此是大規(guī)模儲能技術的首選。
目前為止用于全釩液流儲能電池系統(tǒng)中的黑匣子還沒有。當全釩液流 儲能電池系統(tǒng)在偏遠地區(qū)運行需要無人值守時，迫切需要一種在實際運行 中不斷實時記錄電池運行各種參數(shù)的黑匣子，以解決系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和事 后故障分析不清楚等問題，并實現(xiàn)黑匣子能夠在線查看實時數(shù)據(jù)的功能。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供了一種具有體積小、存儲容量大，抗震動，資 源普及、擴展性強且長時間運行安全可靠的黑匣子，并能夠有效解決目前 全釩液流儲能電池系統(tǒng)在偏遠地區(qū)運行需要無人值守時的實時數(shù)據(jù)保存及 事后故障分析不清楚的狀況。
本發(fā)明提供了一種黑匣子，它由釆集板、主控制器、電子硬盤組成。 電流傳感器、電壓傳感器和溫度傳感器通過電纜與釆集板的信號輸入端口
相連，釆集板的輸出與主控制器的輸入之間通過標準的PC/104總線接口連 接，主控制器的輸出通過IDE接口與電子硬盤的輸入相連。整個系統(tǒng)由主 控制器根據(jù)程序邏輯關系來控制運行。
釆集板包括信號輸入端口 、濾波電路和標準的PCI總線或PC/104總線 輸出接口，信號輸入端口與濾波電路的輸入端相連，濾波電路的輸出端連 接到標準的PCI總線或PC/104總線輸出接口上。釆集板的信號輸入端口分 別與電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器和/ 或流量傳感器信號連接。
電流傳感器位于全釩液流儲能電池的正極輸出端，電壓傳感器的輸入 端子與全釩液流儲能電池的正極輸出端和負極輸出端相連，電壓傳感器的輸出端子連接到釆集板的信號輸入端口，溫度傳感器分別位于正極、負極 電解液儲罐的內部，壓力傳感器分別位于全釩液流儲能電池的正極、負極 輸出管路中，液位傳感器分別位于正極、負極電解液儲罐的上部，流量傳 感器分別位于全釩液流儲能電池的輸出管路中。
如果在系統(tǒng)運行過程中需要查看實時參數(shù)，可以隨時用主控制器的標 準VGA接口與顯示器連接，主控制器將獲得的各參數(shù)數(shù)據(jù)以圖表的形式和 虛擬儀表的方式，實時顯示到屏幕上。
本發(fā)明的軟件可以根據(jù)用戶的需求，分別以文件大小或數(shù)據(jù)量的方式 單個控制釆集文件的大小，避免了由于長時間的數(shù)據(jù)存儲而引起的數(shù)據(jù)損 失。利用計算機強大的數(shù)據(jù)處理和存儲能力，能夠連續(xù)釆集數(shù)據(jù)，不需要 定時清理。
本發(fā)明的有益效果是
1、 本發(fā)明釆用嵌入式工業(yè)控制計算機作為控制模塊，具有體積小，數(shù) 據(jù)交換簡潔、方便，功能強大，擴展性強且長時間運行安全可靠等優(yōu)點， 解決了以前黑匣子功能少、資源單一的問題。
2、 本發(fā)明釆用電子硬盤作為存儲介質，具有體積小、抗震動、耐高溫、 存儲容量大、功耗低等優(yōu)點，解決了以前黑匣子數(shù)據(jù)存儲空間小的問題。
3、 本發(fā)明解決了以前黑匣子不能在線查看實時數(shù)據(jù)的問題。
4、 本發(fā)明適用于所有信息數(shù)據(jù)處理存儲技術領域。
圖l為本發(fā)明的工作原理框圖。 圖2為本發(fā)明的釆集板電路圖。 圖3為本發(fā)明的軟件控制流程圖。 圖4為全釩液流儲能電池系統(tǒng)圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發(fā)明的具體實施做進 一 步的說明。
圖l是本發(fā)明的工作原理框圖。本發(fā)明的連接關系如下
釆集板1的輸出端口通過標準的PC/104總線接口與主控制器2的輸入
端口相連，主控制器2的輸出端口通過IDE接口與電子硬盤3的輸入端口連接。
在全釩液流儲能電池系統(tǒng)運行過程中，系統(tǒng)中的電流傳感器4、電壓 傳感器5和溫度傳感器6將測量的電壓模擬信號通過電纜分別連接到釆集 板1的信號輸入端口上，釆集板1將輸入的各種電壓模擬信號進行信號處 理后，通過PC/104總線接口傳輸?shù)街骺刂破?上，主控制器2將獲得的電 信號根據(jù)程序的控制邏輯關系，經(jīng)過軟件處理和計算后，通過IDE接口將 數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娮佑脖P3上，達到數(shù)據(jù)存儲的目的。
系統(tǒng)運行過程中，如果想在線查看實時數(shù)據(jù)，將顯示器4的VGA接口 插到主控制器2的VGA接口上，主控制器2將獲得的各參數(shù)數(shù)據(jù)以圖表的
4形式和虛擬儀表的方式，實時顯示到屏幕上。
本發(fā)明所述主控制器2釆用具有數(shù)據(jù)傳輸?shù)腜C/104總線接口 ，與電子
硬盤相連接的IDE接口，與顯示器相連接的VGA接口，只要上述資源都具 備的嵌入式工業(yè)控制計算機均適用本發(fā)明。
本發(fā)明所述主控制器2采用的是研華科技公司生產(chǎn)的PCM-4825L嵌入 式工業(yè)控制計算機，如選擇深圳艾雷斯科技有限公司生產(chǎn)的型號為 ACS-4510VE嵌入式工業(yè)控制計算機，華北工控企業(yè)生產(chǎn)的型號為 RCO-6680ALE嵌入式工業(yè)控制計算機，艾訊科技公司生產(chǎn)的型號為 SBC84401嵌入式工業(yè)控制計算機等都可以。
所述電子硬盤3即釆用巿面上常見的固態(tài)電子盤，只要是帶IDE接口 的固態(tài)電子盤均適用本發(fā)明。
圖2是釆集板1的電路原理圖，其工作流程如下
電壓模擬信號經(jīng)信號輸入端口 Jl上的l腳和2腳，連接到電阻R1、電 容C1、電容C2組成的濾波電路上，再由電阻R1、電容C2的輸出將電信 號傳送到PC/104總線接口上，其它各路信號與上述所述相同。
圖3是本發(fā)明的軟件工作流程
a) 黑匣子通電后，軟件開始執(zhí)行。
b) 對軟件中所使用的各參數(shù)進行初始化。
c) 如果得到釆集數(shù)據(jù)，進入下一步。
d) 對釆集數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波軟件處理后，從中提取全釩液流儲能電池 的工作參數(shù)，并分配到各個獨立的變量中。
e) 計算全釩液流儲能電池的總功率，充放電的安時、瓦時等反應電池 性能的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
f) 將分配和計算后的數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。
1) 將電池運行中的總電壓、總電流、單節(jié)電壓的數(shù)值顯示到軟件界 面上。
2) 將計算的電池總功率、充放電的安時、瓦時顯示到軟件界面上。
g) 將實時數(shù)據(jù)保存到電子硬盤中。
1)將全釩液流儲能電池的全部參數(shù)存入用戶指定的TXT格式的文 件中。
2)如果文件大小超過用戶的指定值，則重新建立一個新文件，文件 名為原有文件名+1。
h) 黑匣子如斷電將停止程序運行，在不斷電情況下，程序將循環(huán)執(zhí)行。 經(jīng)在全釩液流儲能電池系統(tǒng)中的實際應用證明，本發(fā)明能夠在長時間
連續(xù)運轉情況下，運行安全可靠，確實起到了黑匣子具有的體積小，存儲 容量大，抗震動，實時記錄數(shù)據(jù)準確等特點，并有效地解決了在線查看實 時數(shù)據(jù)的問題。
圖4是全釩液流儲能電池系統(tǒng)圖，其中l(wèi)為釆集板；2為主控制器，3為電子硬盤，4為顯示器，5為電流傳感 器，6為電壓傳感器，7為溫度傳感器，8為壓力傳感器，9為流量傳感器, IO為液位傳感器，11為循環(huán)水泵，12為正極電解液儲罐，13為負極電解 液儲罐，14為全釩液流儲能電池，15為負載。
黑匣子由釆集板l、主控制器2、電子硬盤3組成。電流傳感器4、電 壓傳感器5和溫度傳感器6通過電纜與采集板1的信號輸入端口相連，采 集板1的輸出與主控制器2的輸入之間通過標準的PC/104總線接口連接， 主控制器2的輸出通過IDE接口與電子硬盤3的輸入相連。整個系統(tǒng)由主 控制器2根據(jù)程序邏輯關系來控制運行；
釆集板1包括信號輸入端口 、濾波電路和標準的PCI總線或PC/104總 線輸出接口，信號輸入端口與濾波電路的輸入端相連，濾波電路的輸出端 連接到標準的PCI總線或PC/104總線輸出接口上。采集板l的信號輸入端 口分別與電流傳感器4、電壓傳感器5、溫度傳感器6、壓力傳感器、液位 傳感器和/或流量傳感器信號連接。
電流傳感器4位于全釩液流儲能電池的正極輸出端，電壓傳感器5的 輸入端子與全釩液流儲能電池的正極輸出端和負極輸出端相連，電壓傳感 器5的輸出端子連接到采集板1的信號輸入端口 ，溫度傳感器6分別位于 正極、負極電解液儲罐的內部，壓力傳感器分別位于全釩液流儲能電池的 正極、負極輸出管路中，液位傳感器分別位于正極、負極電解液儲罐的上 部，流量傳感器分別位于全釩液流儲能電池的輸出管路中。
權利要求
1.一種黑匣子，其特征在于它由采集板(1)、主控制器(2)、電子硬盤(3)組成，所述采集板(1)的一端帶有信號輸入端口，另一端具有標準的PCI總線或PC/104總線輸出接口；所述主控制器(2)為嵌入式工業(yè)控制計算機，所述電子硬盤(3)為常規(guī)的具有IDE接口的固態(tài)電子盤；采集板(1)的輸出通過標準的PCI總線或PC/104總線與主控制器(2)上的PCI總線或PC/104總線輸入接口相連，主控制器(2)的輸出通過IDE接口與電子硬盤(3)的輸入端口連接。
2. 根據(jù)權利要求l所述的黑匣子，其特征在于所述嵌入式工業(yè)控制 計算機的型號為PCM-4825L、 ACS-4510VE、 RCO-6680ALE或SBC84401。
3. 根據(jù)權利要求1所述的黑匣子，其特征在于所述釆集板(1)包 括信號輸入端口、濾波電路和標準的PCI總線或PC/104總線輸出接口，信 號輸入端口與濾波電路的輸入端相連，濾波電路的輸出端連接到標準的PCI 總線或PC/104總線輸出接口上。
4. 一種權利要求1所述黑匣子在全釩液流儲能電池的應用。
5. 根據(jù)權利要求4所述黑匣子的應用，其特征在于所述主控制器(2) 的VGA接口與顯示器(4)的VGA接口相連；所述釆集板(1)的信號輸入 端口分別與電流傳感器(4)、電壓傳感器(5)、溫度傳感器(6)、壓力傳 感器、液位傳感器和/或流量傳感器信號連接。
6. 根據(jù)權利要求5所述黑匣子的應用，其特征在于所述電流傳感器 (4)位于全釩液流儲能電池的正極輸出端，電壓傳感器(5)的輸入端子與全釩液流儲能電池的正極輸出端和負極輸出端相連，電壓傳感器(5)的 輸出端子連接到釆集板(1)的信號輸入端口，溫度傳感器(6)位于正極、 負極電解液儲罐的內部，壓力傳感器位于全釩液流儲能電池的正極、負極 輸出管路中，液位傳感器位于正極、負極電解液儲罐的上部，流量傳感器 位于全釩液流儲能電池的輸出管路中。
全文摘要
一種黑匣子及其在全釩液流儲能電池的應用，包括采集板、主控制器、電子硬盤等，采集板的輸出通過標準的PC/104總線接口與主控制器相連，主控制器通過IDE接口與電子硬盤連接。本發(fā)明提供了一種具有體積小、存儲容量大，抗震動，資源普及、擴展性強且長時間運行安全可靠的黑匣子，并有效解決了全釩液流儲能電池系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲及在事后故障分析不清楚的狀況，滿足了全釩液流儲能電池研發(fā)與應用的需求。
文檔編號G07C3/00GK101587599SQ20081001154
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權日2008年5月23日
發(fā)明者張華民, 杰 李, 玥 郝, 劍 陳 申請人:大連融科儲能技術發(fā)展有限公司