QC-UPS蓄电池组智能充放电设备开发-PPT课件.pptx

挑挑战者者QC小小组湖北省烟草公司湖北省烟草公司荆州市公司州市公司UPS蓄电池组智能充放电设备开发2024/3/15 周五1UPS蓄电池组智能充放电设备开发小组名称湖北省烟草公司荆州市公司挑战者QC小组小组类型创新型小组人数5小组成立日期2014.1课题起止日期2014.1至2014.10课题名称UPS蓄电池组智能充放电设备开发序号姓名性别部门职务组内分工1左华红男科技信息中心小组组长全面负责小组工作2王恒男科技信息中心组员负责小组策划工作3陈啸男科技信息中心组员充放电部分设计4陈执男科技信息中心组员控制单元设计5程诚男科技信息中心组员软件系统设计2024/3/15 周五2UPS蓄电池组智能充放电设备开发 传统的蓄电池维护方法是对所有的蓄电池组严格按照维护规程进行定期的全容量放电试验2024/3/15 周五3UPS蓄电池组智能充放电设备开发01传统的蓄的蓄电池池维护方法存在方法存在很大的很大的弊病弊病一年内无法保证对所有的蓄电池组进行一轮放电试验，亦即蓄电池组得不到及时有效的维护。数据日期蓄电池地点蓄电池组电池组成放电试验耗时（小时）充电试验耗时（小时）2010年9月10日中心机房电池房13V*208块6.5162.52011年9月10日中心机房电池房13V*208块6.0156.62012年9月10日中心机房电池房13V*208块5.7151.92013年9月10日中心机房电池房13V*208块5.1143.5平均耗时（小时）5.8153.6充放电试验耗时统计表工作量太大工作量太大耗耗时耗力耗力2024/3/15 周五4UPS蓄电池组智能充放电设备开发计算机中心机房最近三年的问题蓄电池类型和数量统计波纹系数高电池内阻大脉动电压大老化过程快15161718192021问题蓄电池数量（块）传统的蓄的蓄电池池维护方法存在方法存在很大的很大的弊病弊病02不能不能及及时发现蓄蓄电池的池的问题当发现该组蓄电池有质量问题时，可能问题早在半年前就存在了。2024/3/15 周五5UPS蓄电池组智能充放电设备开发选定定课题选定定课题目的目的设计一套一套UPS蓄蓄电池智能充放池智能充放电设备，用于，用于对蓄蓄电池池组进行周期性行周期性维护，延，延长蓄蓄电池池组的放的放电时间和和使用寿命，切使用寿命，切实保障保障计算机房供算机房供电安全。安全。PURPOSE选定定课题2024/3/15 周五6UPS蓄电池组智能充放电设备开发小小组活活动时间进度度实际进度计划进度2024/3/15 周五7UPS蓄电池组智能充放电设备开发如果智能充放电设备研制成功，就能延长蓄电池的放电时间，提高蓄电池的使用寿命。2014年2月1-15日，小组成员反复商量认为1050现状目标值蓄电池组放电时间使蓄使蓄电池池组平均放平均放电时间从从目前目前5.8小小时延延长到到7小小时本次本次QC课题的目的目标2024/3/15 周五8UPS蓄电池组智能充放电设备开发 2014年年2月月17日日，QC小小组针对蓄蓄电池池充充放放电选择何何种种方方式式开开会会运运用用“头脑风暴法暴法”初步初步拟定了三种定了三种方案。方案。1将蓄电池组离线，利用线性电阻模拟蓄电池组的负载，把电能转化为热能释放出去，从而考核电池组的负载能力及性能。利用利用电阻箱阻箱进行充放行充放电2全在全在线测试法充放法充放电3以规定的恒定电流进行放电，同时监测每一节蓄电池的电压，当其中任何一节电池的电压跌到终止电压时，所放出的容量即为该蓄电池的实际容量。找出最落后的一到几节电池，以落后电池到达终止电压时的放电时间与放电电流来估算其容量和性能。利用利用实际负载进行充放行充放电2024/3/15 周五9UPS蓄电池组智能充放电设备开发 2014年年2月月17日日，QC小小组针对蓄蓄电池池充充放放电选择何何种种方方式式开开会会运运用用“头脑风暴法暴法”初步初步拟定了三种定了三种方案。方案。2024/3/15 周五10UPS蓄电池组智能充放电设备开发充放电试验耗时统计表试验日期蓄电池地点蓄电池组电池组成放电试验耗时（小时）充电试验耗时（小时）2014年3月5日中心机房电池房13V*64块2.647.52014年3月15日中心机房电池房13V*64块2.546.72014年3月25日中心机房电池房13V*64块2.746.1平均耗时（小时）2.646.8实验2014年3月，小组分三次利用实际负载对一组蓄电池（13V*64块）进行了充放电测试。经测试放放电过程平均大程平均大约花花费2.6小小时左右左右2024/3/15 周五11UPS蓄电池组智能充放电设备开发1、充、充电时间长，风险大，大，电池必池必须脱离系脱离系统，增加了系，增加了系统断断电风险。2、要在市、要在市电基本保障的条件下基本保障的条件下进行。行。3、只只能能测试整整组电池池容容量量，不不能能测试每每一一节单体体电池池容容量量，以以容容量量最最低低的的一一节作作为整整组容容量量，而而其其它它部部分分电池池由由于于放放电深深度度不不够，其其劣劣化化或或落落后后程度不能完全充分暴露出来。程度不能完全充分暴露出来。缺点缺点优点点无需无需专门购买专门仪器器2024/3/15 周五12UPS蓄电池组智能充放电设备开发 2014年年2月月17日日，QC小小组针对蓄蓄电池池充充放放电选择何何种种方方式式开开会会运运用用“头脑风暴法暴法”初步初步拟定了三种定了三种方案。方案。2024/3/15 周五13UPS蓄电池组智能充放电设备开发试验日期蓄电池地点蓄电池组电池组成放电试验耗时（小时）充电试验耗时（小时）2014年3月8日中心机房电池房13V*64块2.6248.52014年3月18日中心机房电池房13V*64块2.6547.72014年3月28日中心机房电池房13V*64块2.747.5平均耗时（小时）2.6547.9充放电试验耗时统计表实验2014年3月，小组分三次利用电阻箱对一组蓄电池组进行了充放电测试。经测试放放电过程平均大程平均大约花花费2.65小小时左右左右2024/3/15 周五14UPS蓄电池组智能充放电设备开发1、线性性电阻阻把把电能能转化化为热能能，模模拟用用户设备的的耗耗电情情况况，但但是是，这个个过程程浪浪费了了大大量量的的电能能，同同时，为了了散散热，大大功功率率的的风机机给环境境造造成成了了巨巨大大的的噪音噪音污染。染。2、要在市、要在市电基本保障的条件下基本保障的条件下进行。行。3、放放电结束束后后，需需要要利利用用独独立立的的充充电机机把把被被测电池池的的电压提提高高到到总线电压附近，附近，再把蓄再把蓄电池池组并接到并接到总线上，上，这样更加耗更加耗时耗力。耗力。缺点缺点优点点1、容量、容量测试比比较准确。准确。2、放、放电本身可以本身可以对电池起到一定的池起到一定的维护作用。作用。2024/3/15 周五15UPS蓄电池组智能充放电设备开发 2014年年2月月17日日，QC小小组针对蓄蓄电池池充充放放电选择何何种种方方式式开开会会运运用用“头脑风暴法暴法”初步初步拟定了三种定了三种方案。方案。2024/3/15 周五16UPS蓄电池组智能充放电设备开发一种能有效的达到监测和维护蓄电池目的的测试方法预计使用全在使用全在线测试法法对实验用的用的13V*64块蓄蓄电池池组进行充放行充放电耗耗时大大约为2.8小小时全在线测试法充放电智 能 切换控 制单元充放电测试仪后台控制软件全在全在线测试法法2024/3/15 周五17UPS蓄电池组智能充放电设备开发1、需要、需要进行行单片机的片机的选型和型和设计。2、需要一定的研、需要一定的研发费用。用。缺点缺点优点点1、节约了能源，减少了噪音了能源，减少了噪音污染。染。2、电池池组不不用用脱脱离离系系统，减减少少了了系系统断断电风险。3、通通过软件件可可以以设置置蓄蓄电池池单体体到到达达报警警终止止测试的的节数数，可可以以增增加加放放电深深度度，便于分析蓄便于分析蓄电池状池状态。2024/3/15 周五18UPS蓄电池组智能充放电设备开发方案方案一：利用实际负载进行充放电方案二：利用电阻箱进行充放电方案三：全在线测试法充放电评估结果评估分（10分）评估结果评估分（10分）评估结果评估分（10分）蓄电池放电方式负载消耗5以热辐射消耗4回馈到机房总线中9环境影响不发热，无环境影响8很大影响3不发热，无环境影响8火灾隐患无9有3无9节能效果完全消耗3完全消耗3回收95%以上的电能8测试精度较高7较高7高8全自动控制无4无4有8远方监控无2无2易于集成到远程监控系统中7实现无人值守不允许2不允许2完全可以7断电风险高3高3低6总评433170放电方式环境影响火灾隐患节能效果测试精度全自动控制远方监控实现无人值守断电风险NONOYES2024/3/15 周五19UPS蓄电池组智能充放电设备开发针对确定的最佳方案，小确定的最佳方案，小组按照按照5W1H原原则，制制订详细的的对策策计划表划表对策目 标措 施实施责任人实施地点实施时间设计智能切换控制单元实现对多组蓄电池分别维护以功能继电器控制大功率接触器组成逻辑门程诚、陈执信息中心2014年5月16日至5月25日设计升压和降压电路使仪器能适应宽电压范围工作增加滤波电路的链接铜板面积王恒、陈啸信息中心2014年5月26日至6月8日设计蓄电池充放电测试仪具有蓄电池组恒流放电，智能充电功能设计制作电路板、单片机以及元器件封装左华红、王恒机房2014年6月9日至6月30日开发后台控制软件可以实时监控蓄电池组的单体电压、温度等状态根据业务类型编写程序，检查程序运行情况陈啸、程诚信息中心2014年7月1日至7月25日试运行新仪器满足规程要求搭建测试环境，利用新仪器进行模拟实验，记录数据陈执、程诚机房2014年7月26日至8月2日2024/3/15 周五20UPS蓄电池组智能充放电设备开发控制面板开发及指示灯智能切换控制单元电路逻辑图小小组成成员分分别进行行了了3次次实验，确确认智智能能切切换控控制制单元元能能够实现对多多组电池池组分分别维护。实施一施一设计智能智能切切换控制控制单元元2014年年5月月16日至日至5月月25日日程程诚、陈执效果效果检查对策策实施有效施有效2024/3/15 周五21UPS蓄电池组智能充放电设备开发小小组成成员分分别进行行了了3次次实验，确确认输入入和和输出出电压都都能能在在40V和和60V之之间。实施二施二设计升升压和和降降压电路路2014年年5月月26日至日至6月月8日日王恒、王恒、陈啸效果效果检查升压和降压电路时间电流表1读数（A）电流表2读数（A）电压表读数（V）输出电压（V）2014年5月26日14:0026.8526.8448.552.52014年5月27日14:0026.7826.8746.651.62014年5月28日14:0026.6926.647.852.8对策策实施有效施有效2024/3/15 周五22UPS蓄电池组智能充放电设备开发原理图组成结构图实施三施三设计蓄蓄电池池充放充放电测试仪2014年年6月月9日至日至6月月20日日左左华红、王恒、王恒硬件电路示意图2024/3/15 周五23UPS蓄电池组智能充放电设备开发小组成员现场制作封装之后的仪器试验日期蓄电池地点蓄电池组电池组成放电试验耗时（小时）充电试验耗时（小时）2014年6月22日中心机房电池房13V*64块2.8492014年6月26日中心机房电池房13V*64块2.7548.72014年6月30日中心机房电池房13V*64块2.8548.5充放电试验统计表实施三施三设计蓄蓄电池池充放充放电测试仪2014年年6月月9日至日至6月月20日日左左华红、王恒、王恒设计制制作作完完成成了了电路路板板、单片片机机以以及及元元器器件件封封装装，小小组成成员分分别进行了行了3次次实验，确，确认放放电和充和充电都能正常都能正常进行。行。效果效果检查对策策实施有效施有效2024/3/15 周五24UPS蓄电池组智能充放电设备开发主程序流程图调用数据发送子程序调用数据显示子程序调用数制转换子程序取相应通道数据调用标度变换子程序调用数据采集子程序系统初始化开始数据采集中断程序流程图返回启动下次转换通道数+1通道号+1缓存单元地址+1存入A/D转换数据缓冲区取转换量开始实施四施四开开发后台后台控制控制软件件2014年年7月月1日至日至7月月25日日陈啸、程、程诚A/D转换程序流程图定义A/D转换缓冲区首地址开始开中断置通道数置DPTR启动转换等待中断中断处理关中断返回各通道采完？YN2024/3/15 周五25UPS蓄电池组智能充放电设备开发监控软件界面1实施四施四开开发后台后台控制控制软件件2014年年7月月1日至日至7月月25日日陈啸、程、程诚小小组成成员分分别进行行了了3次次实验，确确认软件件可可以以监控控蓄蓄电池池组的的单体体电压、温度等状、温度等状态。效果效果检查监控软件界面22024/3/15 周五26UPS蓄电池组智能充放电设备开发在试运行成功的基础上，2014年8月开始，小组成员分三次使用新设备对蓄电池组进行了充放电测试试验日期蓄电池地点蓄电池组电池组成放电试验耗时（小时）充电试验耗时（小时）2014年8月10日中心机房电池房13V*208块7.2176.52014年8月25日中心机房电池房13V*208块7.3174.62014年9月15日中心机房电池房13V*208块7.1175.9平均耗时（小时）7.2175.7充放充放电试验耗耗时统计表表蓄蓄电池池组放放电时间平均增加平均增加1.4小小时。测试结果果表明表明完成目完成目标任任务2024/3/15 周五27UPS蓄电池组智能充放电设备开发01为进一一步步验证新新设备的的使使用用效效果果，2014年年12月月至至2015年年3月月，小小组成成员分两次使用分两次使用该设备对蓄蓄电池池组进行了充放行了充放电测试。试验日期蓄电池地点蓄电池组电池组成放电试验耗时（小时）充电试验耗时（小时）2014年12月10日中心机房电池房13V*208块7.3175.42015年3月10日中心机房电池房13V*208块7.2173.5平均耗时（小时）7.25174.9充放电试验耗时统计表测试结果表明：蓄果表明：蓄电池池组放放电时间均在均在7小小时以上，效果以上，效果稳定。定。效果追踪效果追踪2024/3/15 周五28UPS蓄电池组智能充放电设备开发蓄蓄电池池组智能充放智能充放电设备使用使用说明明书02规范性流程制定范性流程制定操作流程功能介绍2024/3/15 周五29UPS蓄电池组智能充放电设备开发通过开发UPS智能充放电设备，机房维护人员可以快捷有效地对蓄电池组进行日常巡检和周期性维护，能够更加科学地对蓄电池组深度放电及充电。达到了节能减排，降低污染的效果使得蓄使得蓄电池池组的平均使用寿命从原来的的平均使用寿命从原来的约4.5年延年延长到到5.5年年平均一年可以减少更换约100个蓄电池，节省资金约10多万元从从经济效益效益层面分析面分析一方面一方面从社会效益从社会效益层面分析面分析2024/3/15 周五30UPS蓄电池组智能充放电设备开发通过本次QC小组活动，大大调动了小组成员参与科技创新工作的积极性和创造性，增强了小组成员的凝聚力、团结协作意识和分析、研究、解决问题的能力。另一方面另一方面2024/3/15 周五31UPS蓄电池组智能充放电设备开发1团队精神2创新意识3QC知识4效率意识5个人能力100806040200活动后活动前序号评价内容活动前（分）活动后（分）1团队精神70902创新意识75903QC知识60854效率意识75855个人能力7585小组综合素质评价（100分为满分）小组综合素质评价雷达图今后今后我我们将将继续对设备运行运行过程中出程中出现的的问题开展开展QC小小组活活动保保证设备健康运行，保障健康运行，保障计算机房供算机房供电安全安全2024/3/15 周五32UPS蓄电池组智能充放电设备开发谢谢大家！大家！2024/3/15 周五33