艾默生直流电源系统设计技术之四——PSM-E20监控系统
资料来源：艾默生授权合作伙伴--广深直流屏技术服务中心（Tel:400-9936610）
1.PSM-E20监控单元设计
艾默生PSM-E20监控系统包括HD系列充电模块内部监控电路，监控模块（PSM-E20）、配电监控（PFU-12和PFU-13）和绝缘监测仪（JYM-M2和JYM-S2），以及电池检测仪（BM-1）等设备。艾默生直流系统的模拟量和开关量经过各采集设备(模拟量通过A1M61S1和PFU-3;开关量通过PFU-12和PFU-13)传送到PSM-E20监控模块处理、显示或发出告警，同时上送到DCS系统。监控单元的器件清单见表1-1。
表1-1 PSM-E20监控单元的器件清单
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单元 |
名称 |
型号规格 |
数量 |
生产厂家 |
备注 |
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监控单元 |
监控模块 |
PSM-E20 |
1 |
艾默生 |
24路馈出 |
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配电监控组件 |
配电监控盒 |
PFU-12 |
可选 |
艾默生 |
PSM-E20配套用 |
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配电监控盒 |
PFU-13 |
可选 |
艾默生 |
PFU-12扩展24路 |
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监控报警单元 |
蜂鸣器 |
DB-E38 DC12V |
可选 |
豪恩 |
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交流采样板 |
A1M61S1 |
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EMERSON |
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直流采样 |
PFU-3 |
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EMERSON |
DC12V |
2.PSM-E20监控模拟信号采集
PSM-E20监控单元可以监测的模拟量见表1-2。
表1-2 直流屏系统监测的模拟量
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序号 |
信号名称 |
数量 |
输入范围 |
可显示范围 |
误差 |
备注 |
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1 |
交流电压 |
2路 |
0～2Vac标准信号 |
0～500V |
±2％ |
需配合艾默生采样板使用 |
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2 |
母线电压 |
2段 |
0～5Vdc标准信号 |
0～275V |
±0.5％ |
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3 |
电池组电压 |
2组 |
0～5Vdc标准信号 |
0～275V |
±0.5％ |
|
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4 |
负载电流 |
2路 |
0～4Vdc标准信号 |
0～ |
±0.5％霍尔满量程 |
需配合霍尔传感器使用 |
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5 |
电池电流 |
2路 |
－4Vdc～＋4Vdc标准信号 |
－ |
±0.5％霍尔满量程 |
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6 |
电池环境温度 |
1路 |
0～5Vdc标准信号 |
－25℃～ |
± |
需配合艾默生TMP-2温度变送器使用 |
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7 |
AC/AC电压 |
1路 |
0～4Vac标准信号 |
0～400V |
±2％ |
需配合A1M61S1交流电压变送器使用 |
|
8 |
AC/AC电流 |
1路 |
0～4Vac标准信号 |
0～ |
±2％ |
需配合交流电流变送器使用 |
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9 |
DC/AC电压 |
1路 |
0～4Vac标准信号 |
0～400V |
±2％ |
需配合交流电压变送器使用 |
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10 |
DC/AC电流 |
1路 |
0～4Vac标准信号 |
0～ |
±2％ |
需配合交流电流变送器使用 |
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11 |
DC/DC电压 |
1路 |
0～4Vdc标准信号 |
0～400V |
±0.5％ |
配合艾默生直流电压变送器使用 |
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12 |
DC/DC电流 |
1路 |
0～4Vdc标准信号 |
0～ |
±0.5％ |
需配合霍尔传感器使用 |
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13 |
单体电池电压 |
216节 |
－ |
－ |
－ |
可以分成两组，每组108节 |
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14 |
馈电支路绝缘电阻及电容 |
2×384路 |
－ |
－ |
－ |
使用JYM-M2、JYM-S2，可以检测两段独立母线，一个E20监控器只可以显示384支路绝缘数据 |
3.交流电压采集
输入交流电压由交流电压采样板（A
Uin/Uout=380Vac/1.5Vac
A1M61S1接线方式见下图1-1。
图1-1 PFU-12和A1M61S1交流采样板的连接
4.直流电压采集
直流系统的蓄电池电压、直流控制母线和合闸母线电压检测由直流电压采样盒（PFU-3）采集，一个PFU-3采样盒可采集两路共负极直流电压。变比：Uin/Uout=220Vdc/4Vdc
接线方式见下图1-2。
图1-2 PFU-12和直流电压采样盒PFU-3的连接
5.电流信号采集
艾默生直流系统的蓄电池电流、负荷母线总电流的采样采用霍尔传感器实现检测的电气隔离。以
霍尔传感器基本参数推荐如下：
供电电源：±12V
输出信号极性：双极性
输出信号幅度：±4Vdc
量程：
图1-3 PFU-12和霍尔传感器的连接
6.温度信号采集
温度传感器应用于电池管理需要温度补偿的场合。温度传感器将电池房（或电池柜）的环境温度变为弱电信号，再接入到PFU-12配电模块中。与温度传感器（TMP-12）的连接如下图所示。
电源：＋12Vdc
变比：输入，0～100℃。输出1～5Vdc
图1-4 PFU-12配电监控和温度传感器的连接
7.监控数据信号采集
监控单元可以监测的开关量见表1-3。开关量主要包括交流配电部分、蓄电池输入部分、负荷馈出支路部分、绝缘监测部分等。其他单元非艾默生公司额定配置产品，接入监控系统时请参照相应产品的说明书。
表1-3 系统监测的开关量
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序号 |
信号名称 |
状态 |
备注 |
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1 |
馈出支路空开状态 |
常开或常闭（可设置） |
告警节点接GND是闭合状态，反之为分状态 |
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2 |
电池熔丝通断状态 |
常闭 |
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3 |
绝缘继电器告警状态 |
常开 |
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4 |
交流空开跳闸告警信号 |
常闭 |
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5 |
交流接触器工作状态信号 |
常闭 |
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6 |
防雷器故障信号 |
常闭 |
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7 |
AC/AC故障 |
常闭 |
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8 |
DC/AC故障 |
常闭 |
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9 |
DC/DC故障 |
常闭 |
7.1交流配电部分开关量
交流配电部分包括交流空开跳闸告警信号、交流接触器工作状态信号、防雷器故障信号等开关量，如图1-5所示。
图1-5 PFU-12与开关量的连接
图中，
ACDL——交流空开跳闸告警端子。两路空开常闭告警触点串连接入。
SPD——防雷器故障告警端子。防雷器辅助常闭触点与防雷空开辅助常闭触点串联接入。
FB1、FB2——蓄电池熔丝断告警端子。每组蓄电池的两只熔断信号管的常闭触点串联接入。
INSU——绝缘故障告警端子。绝缘监测设备告警输出常开触点。
7.2蓄电池及绝缘继电器部分开关量电池输入正负极熔断体辅助信号串连后输出告警信号，绝缘监测只有绝缘继电器时输出干接点告警信号（常开节点有效），如图1-4所示。
7.3馈出支路开关量
直流屏系统的馈出开关量可根椐实际需要接线。若只需要馈出单元的报警量，可接馈出开关的常开（或常闭）报警触点；若只需要馈出单元的状态量，可接馈出开关的常开（或常闭）辅助触点；若馈出单元的状态量和报警量都需要，可采用配电监控盒PFU-12与开关盒PFU-13配合使用的形式，将报警触点与辅助接点分别接入配电监控盒与开关盒相对应的端口上。告警触点（或辅助触点）的接法如下图1-6所示。
当直流屏系统和配电监控盒PFU-12配合使用时，支路报警接点信号从F01开始，可依次接24路支路报警信号。配电监控盒PFU-12可接24个量，如系统馈出单元量超过24路，可以增加开关盒PFU-13的数量来进行扩展。
接线时先接控制支路。按顺序接完所有的控制支路后，再按顺序依次接合闸支路。控制回路开关容量通常都比合闸开关容量小，为了实际工程接线的方便，我们通常将小容量的馈出开关放在前面，而把大容量的馈出开关放在后面。在监控模块的馈电参数用户级设置中，按实际情况设置好控制支路数和合闸支路数、告警量（或状态量）、常开触点（或常闭触点）后，系统就能对输出支路正常指示。
图1-6 PFU-12与馈出支路告警开关量的连接
8. 艾默生监控单元报警系统
艾默生PSM-E20监控模块提供声光告警输出接口，接线方式如图1-7所示。
声音告警输出为12V，输出电流小于20mA时，推荐使用12V压电陶瓷蜂鸣器，告警声音大小可根据需求选用。
光告警输出12V，输出电流小于100mA时，推荐使用发光二极管型的告警指示灯，颜色为黄色。
图1-7 PSM-E20监控模块声光告警连接
技术支持热线：400-9936610
