本科畢業(yè)論文AGV智能充電站的設計及應用

1、編號 畢業(yè)設計（論文）AGV智能充電站的設計及應用二零一四年五月摘 要AGV是自動導引運輸車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫，是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。普遍應用于自動化物流系統(tǒng)，在物流系統(tǒng)中擔負平面運輸設備的自動引導車，是物流系統(tǒng)的重要組成部分。AGV一般以電池為動力，也有用非接觸能量傳輸系統(tǒng)CPS（Contactless Power System）為動力的。目前對充電機等AGV能源供給系統(tǒng)的研究設計較少，另外當前新建充電站普遍實行無人值守或少人值守，這就要求充電機的可靠性及自動化程度更高，

2、功能更加完善，能夠具有較高的免維護性。此次智能充電站在設計上為保證設備常年連續(xù)運行的可靠性，CPU設計采用西門子S7220 CPU224XP PLC，HMI設計采用步科ET070型號觸摸屏作為人機交互界面，主整流器設計采用了三相橋式全控整流電路，控制電路采用數(shù)字閉環(huán)控制觸發(fā)電路，具有可靠性高、三相平衡性好、相序自適應能力強等優(yōu)點，同時具有自動限壓恒流功能、過壓過流保護功能及軟起動等功能。本文主要介紹了AGV智能充電站的工作原理、功能簡介、外圍硬件電路設計及PLC控制方式等。關鍵詞：AGV智能充電站；PLC；自動化物流系統(tǒng)；HMI；三相橋式全控整流電路 ABSTRACTAGV is homing

3、 transporter (Automated Guided Vehicle), is equipped with electromagnetic or optical automatic guiding device, such as Guided by the move to routes, which has the function of security protection and a variety of transfer truck. Widely used in automatic logistics system, in the logistics system for h

4、orizontal transport equipment of automatic guided vehicle, is an important part of logistics system. AGV usually powered by batteries, also useful Contactless energy transmission System, the CPS (Contactless Power System) for Power. At present the study of AGV energy supply system such as charger de

5、sign is less, in addition the current new charging stations commonly practiced unattended or less unattended, this requires the reliability of the charger and higher degree of automation, functions more perfect, can have higher free maintenance. The intelligent charging station in the design to ensu

6、re the reliability of continuous running, all the year round CPU224XP CPU design USES Siemens S7-220 PLC, HMI design USES step ET070 model touch screen as human-computer interaction interface, the main rectifier design USES three-phase bridge type all control the rectifier circuit, control circuit a

7、dopts digital closed-loop control trigger circuit with high reliability and good three-phase balance and phase sequence adaptive ability, also has the function of automatic pressure limiting constant current, over-voltage over-current protection function and the function such as soft start. This art

8、icle mainly introduces the working principle, function of AGV intelligent charging station introduction, peripheral hardware circuit design and PLC control mode, etc. Keywords: AGV intelligent charging station PLC automatic logistics system HMI three-phase bridge type all control the rectifier circu

9、it目 錄摘 要I目 錄I第1章 緒論11.1研究的背景及意義11.2動力電池特性分析1鉛酸電池2鎘鎳電池21.2.3 鋰電池3第2章 充電方式52.1恒流充電法52.2恒壓充電法52.3涓流充電法62.4階段充電法6、二階段充電法6、三階段充電法62.5充電控制6、最高電壓控制法6、定時控制法7、最小電流控制法7、容量控制法7第3章 充電機功能93.1快速充電模式93.2快速充電模式103.3活化模式103.4放電模式113.5故障顯示123.6萬年歷133.7故障查詢133.8歷史記錄查詢143.9上位機接點信號圖15第4章 充電機回路17第4章充電機回路174.1充電機主回路17、整流部

10、分17、整流-逆變電路184.2充電機控制變量194.2.1 AGV智能充電站工作的PLC控制方式19、充電電流、充電電壓采集 帶程序19第5章充電機控制回路215.1快充、均充、放電、活化終止判斷以快充為例215.2智能充電控制流程以快充為例23第6章 總結(jié)與展望256.1全文總結(jié)256.2課題展望25參考文獻26致 謝27附 錄一28第1章 緒論1.1研究的背景及意義AGV是自動導引運輸車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫。是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，AGV一般以電池為動力，也有用非接觸能量

11、傳輸系統(tǒng)CPS（Contactless Power System）為動力的。目前對充電機等AGV能源供給系統(tǒng)的研究設計較少，另外當前新建充電站普遍實行無人值守或少人值守，這就要求充電機的可靠性及自動化程度更高，功能更加完善，能夠具有較高的免維護性。本文主要討論介紹了AGV智能充電站的工作原理，工作模式，相應外圍硬件電路設計及PLC控制方式等。以電池為動力的傳統(tǒng)AGV與物料輸送中常用的其他設備相比，AGV的活動區(qū)域無需鋪設軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。因此，在自動化物流系統(tǒng)中，最能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性，實現(xiàn)高效、經(jīng)濟、靈活的無人化生產(chǎn)，不僅降低人力成本、提高效率，還可以

12、使工作環(huán)境更加安全。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，自動化物流系統(tǒng)開始在煙草、化工、家電、醫(yī)院、汽車等行業(yè)得到應用和推廣，在物流系統(tǒng)中擔負平面運輸設備的自動引導車AGV（Automatedguidedevechides）是物流系統(tǒng)的重要組成部分，它采用大容量可快速充電的蓄電池作動力，要求有一個智能充電及管理系統(tǒng)，對蓄電池進行運行參數(shù)控制，快速充電、活化充放電及定位控制，同時保持與中心控制室和AGV車輛的通信。國內(nèi)以昆船集團為首研制的自動引導車，成功運行在紅河卷煙廠、海爾國際自動化物流系統(tǒng)、淮陰卷煙廠、南京卷煙廠等。對提高企業(yè)整體自動化水平和生產(chǎn)效率起到了很好的作用。自動引導車原配置的鎘鎳蓄電池及充電站

13、均采用進口設備，在維護和保養(yǎng)上具有一定不便，現(xiàn)在選用國營第七五五廠生產(chǎn)的鎘鎳蓄電池，通過一個時期的實際運行比較，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)電池在性能上優(yōu)于進口電池，主要表現(xiàn)為AGV自動引導車的運行時間延長，原運行1小時左右（即放出10容量）即返回充電站進行充電，現(xiàn)在運行時間超過1個半小時，由此可見國產(chǎn)蓄電池在放電特性上優(yōu)于進口電池。1.2動力電池特性分析動力電池是電動汽車的主要能量載體和動力來源，也是電動汽車整車成本的主要組成部分，其壽命直接影響電動汽車的使用成本。電動汽車對電池的基本要求可以歸納為以下幾點：(l)高能量密度；(2)高功率密度；(3)較長的循環(huán)壽命；(4)較好的充放電性能；(5)電池一致性好；(

14、6)價格較低；(7)使用維護方便；1.2.1鉛酸電池鉛酸電池已有100多年的歷史，廣泛用作內(nèi)燃機汽車的起動動力源，也是成熟的電動汽車蓄電池。傳統(tǒng)鉛酸電池可靠性好、價格便宜。但它有兩大缺點：一是比能量低，所占的質(zhì)量和體積太大，且一次充電行駛里程較短;二是使用壽命短，使用成本過高。閥控密封鉛酸蓄電池的出現(xiàn)以及廣泛應用是鉛酸蓄電池性能改進的重要體現(xiàn)。它具有體積小、重量輕、自放電小、維護少、壽命長、使用方便、無記憶效應、對環(huán)境無腐蝕、無污染等優(yōu)良特性，與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池相比，在使用、維護和管理上有著明顯的優(yōu)勢。這種電池以鉛作負極，二氧化鉛作正極，用硫酸做電解液。電池的單體額定電壓為2V以中等放電率放電時

15、截至電壓為1.75V，以極高放電率放電時截至電壓可取為1V。關于維護：鉛酸電池可以實現(xiàn)免維護。1.2.2鎘鎳電池鎳鎘電池可重復500次以上的充放電，經(jīng)濟耐用。其內(nèi)部抵制力小，既內(nèi)阻很小，可快速充電，又可為負載提供大電流，而且放電時電壓變化很小，是一種非常理想的直流供電電池。鎳鎘電池可重復500次以上的充放電，經(jīng)濟耐用。其內(nèi)部抵制力小，既內(nèi)阻很小，可快速充電，又可為負載提供大電流，而且放電時電壓變化很小，是一種非常理想的直流供電電池。與其它類型的電池比較，鎳鎘電池可耐過充電或過放電。鎳鎘電池的放電電壓根據(jù)其放電裝置有所差異，每個單元電池(Cell)大約是1.2V，電池容量單位為Ah(安時)、mA

16、h(毫安時)，放電終止電壓的極限值稱為”放電終止電壓”，鎳鎘電池的放電終止電壓1.0/cell(cell為每一單元電池)。自放電率低，鎳鎘電池在長時間放置的情況下，特性也不會劣化，充分充電后可完全恢復原來的特性，它可在20+60的溫度范圍內(nèi)使用。關于維護：1、在長時間的放置后，使用前必須深度充放電之后再使用。電池有記憶效應，最好是使用一個月或30個循環(huán)就對電池進行深放電。 鋰電池鋰電池指電化學有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的最基本電化學單位。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。鋰電池芯過充到電壓高4.2V后，會開始產(chǎn)生副作用

17、。過充電壓愈高，危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓 高于4.2V后，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半，此時儲存格常會垮掉，讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降。如果繼續(xù)充電，由于負極的儲存格已經(jīng)裝滿了鋰原子，后續(xù)的鋰金屬會堆積于負極材料表面。這些鋰原子會由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會穿過隔膜紙，使正負極短路。有時在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因為在過充過程，電解液等材料會裂解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓漲破 裂，讓氧氣進去與堆積在負極表面的鋰原子反應，進而爆炸。因此，鋰電池充電時，一定要設定電壓上限，才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 4.2V

18、。鋰電芯放電時也要有電壓下限。當電芯電壓低于 2.4V時，部分材料會開始被破壞。又由于電池會自放電，放愈久電壓會愈低，因此，放電時最好不要放到2.4V才停止。鋰電池從3.0V放電到2.4V這段期間，所釋放的能量只占電池容量的3%左右。因此，3.0V是一個理想的放電截止電壓。關于維護：最好使用淺充淺放的方式使用。緒論應說明本課題的意義、目的、研究范圍及要達到的技術要求；簡述本課題在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題；說明本課題的指導思想；闡述本課題應解決的主要問題。第2章 充電方式2.1恒流充電法是用調(diào)整充電裝置的輸出電壓的方法，保持充電電流強度不變的充電方法。但是由于電池的可接受電流能力是隨著充電過

19、程的進行而逐漸下降的，充電到最后電流多用于電解水產(chǎn)生氣體。圖2-1 恒流充電控制曲線圖2-2恒流充電曲線2.2恒壓充電法在全部充電時間里保持恒定的電壓。隨著電池電壓的逐漸升高電流逐漸減小，與恒流充電法相比其充電過程更接近于最佳充電曲線。此系統(tǒng)控制比較簡單。圖2-4恒壓充電法曲線圖2-3最佳充電曲線用恒壓快速充電時，由于充電初期電池電壓低，電流會很大，隨著充電的進行電流逐漸減小。這種充電方式電解水少，免了蓄電池的過充。但是在充電初期電流過大對蓄電池壽命會造成較大的影響且最容易造成電池報廢。常用于電壓較低的系統(tǒng)。2.3涓流充電法在充電過程中充電電流小于0.1倍率時稱為涓流充電，就是電流很小的充電方

20、式。一般而言涓流充電能夠把電池充的很足，而且不易傷害電池壽命，但花費時間很長的一種充電方式。2.4階段充電法2.4.1、二階段充電法采用恒電流和恒電壓相結(jié)合的快速充電方法，首先，以恒電流充電至預定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。圖2-4二段法充電控制曲線圖2-5二階段法充電曲線2.4.2、三階段充電法在充電開始和結(jié)束時采用恒電流充電，中間用恒電壓充電。當電流衰減到預定值時，由第二階段轉(zhuǎn)換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，受到一定的限制。2.5充電控制電池終止充電的判斷方法有許多種，最主要的是:最高電壓控

21、制法、定時控制法、最小電流控制法、最高溫度控制法、容量控制法等。2.5.1、最高電壓控制法一般用于恒流充電，只需設定一個電壓值，在充電過程中當電池電壓達到設定值時即認為電池己充滿，此時停止充電。2.5.2、定時控制法只需確定一個充電時間即可，利用定時器進行充電計時即可控制停止充電。此控制方法簡單易行，但不能根據(jù)電池的充電狀態(tài)自動調(diào)整，極易出現(xiàn)過充或欠充等現(xiàn)象。2.5.3、最小電流控制法一般用于恒壓充電法，當對電池給定一定電壓進行充電時充電電流將逐漸減小，當充電電流減小到一定值時，認為電池己充滿，此時停止充電。2.5.4、容量控制法是在充電過程中對充入電池的電量進行計算，當充入的電量達到設定的電

22、量值時，充電過程結(jié)束。第3章 充電機功能3.1快速充電模式快速充電模式里設備只對鎘鎳蓄電池組進行快速充電操作，采用恒流限壓的充電方式，也就是設備先以恒定的電流對電池組進行充電，電流的大小由用戶設定，電池組隨著恒流充電電壓不斷上升，當電池組電壓達到用戶設定的電壓為35V時，（設備采用軟件與硬件互補方式對最高充電電壓進行控制，當輸出電壓與設定電壓不符時，可手動調(diào)節(jié)設備內(nèi)部繼電器控制板上“VOLT”電位器，順時針為大，逆時針調(diào)節(jié)為?。?。設備自動對電池組進行恒壓補充充電而電流值不斷的減小，直至快充電流值小于終止電流設定值的或達到快充時間設定值時，設備自動停機；與此同時傳給上位機信號由“工作”轉(zhuǎn)為“充滿

23、”。從開始的恒流充電到后來的定壓充電，充電結(jié)束這一過程全部由控制中心PLC來輕松完成而你只需輕輕觸摸按鈕即可。具體操作方法為：在系統(tǒng)主菜單界面下觸摸“快充”按鍵，進入快充界面如圖3-1所示（快速充電簡稱“快充”）： 圖3-1 快充界面在快充狀態(tài)下，充電裝置啟動方式分手動啟動方式和自動啟動方式，具體操作：在快充參數(shù)設置菜單下輕輕觸摸“手動”、“自動”按鈕即可轉(zhuǎn)換。建議：人為的對AGV自動小車進行快速充電選擇“手動”啟動模式，反之（正式投入運行）選擇“自動”啟動模式。當AGV自動小車到位后，如果你選擇“手動”啟動模式需觸摸“啟動”按鈕設備便啟動運行快速充電；如果選擇自動模式小車到位后延時5秒鐘設備

24、自動啟動進行快速充電。界面中適時顯示“電池電壓”、“快充電流”、“充電量”、“已充時間”等信息同時給上位機報“工作”接點信號。在充電運行過程中如果出現(xiàn)情況需要停機，只需觸摸“停止”按鍵接著“確認”設備便可自動停止充電。當快充時間到或快充電流滿足結(jié)束條件，充電結(jié)束設備自動停止，快充界面顯示“完成”；同時給上位機報“充滿”信號，接著自動小車離位。智能充電站重新回到待機狀態(tài)并給上位機報“待機”信號。3.2快速充電模式均衡充電模式里設備對蓄電池組進行均衡充電操作，采用恒流定壓充電方式，也就是設備先以恒定的電流對電池組進行充電，電流的大小由用戶設定電池應選10A電流；電池組隨著恒流充電電壓不斷上升，當電

25、池組電壓達到用戶設定的電壓值35V時，設備自動對電池組進行恒壓補充充電而電流值不斷的減小，均充時間（6-7小時）到結(jié)束。從開始的恒流充電到后來的定壓充電，充電結(jié)束這一過程全部由控制中心PLC來輕松完成而你只需輕輕觸摸按鈕即可。具體操作方法為：在系統(tǒng)主菜單界面下觸摸“均充”按鍵，進入均充界面如圖3-2所示：圖3-2 均充界面 在均衡充電模式時采用手動操作模式。當AGV自動小車到位后，需輕輕觸摸 “開始” 按鈕設備便啟動運行均衡充電。界面中適時顯示“電池電壓”、“充電電流”、“充電量”、“已充時間”等信息同時給上位機報“工作”信號。在充電運行過程中如果出現(xiàn)情況需要停機，只需觸摸按鍵“停止”接著設備

26、便可自動停止充電。當均充時間到充電結(jié)束設備自動停止，均充界面顯示“完成”；同時給上位機報“充滿”信號，接著自動小車離位。智能充電設備重新回到待機狀態(tài)并給上位機報“待機”信號。 3.3活化模式AGV自動智能充電站增加了“活化充放電”功能?；罨\行模式里面共有三個工作階段：恒流放電階段、靜止擱置階段和均衡充電階段。放電電流應設為0.2C；當放電結(jié)束后不能立刻對電池組進行均衡充電，因此就進入擱置階段；當擱置結(jié)束后設備自動進入均衡充電階段，整個活化過程實現(xiàn)全部自動化，在運行過程中人機界面會自動顯示設備工作狀態(tài)。如圖3-3所示：圖3-3 活化界面3.4放電模式放電采用恒流放電方式（有源逆變電能回饋電網(wǎng)）

27、。在參數(shù)設置項目里根據(jù)接入實際電池組的種類，設置好相應的放電結(jié)束電壓值、放電電流值和放電時間。在主菜單下選擇“放電” 模式后，點擊“監(jiān)控窗口”進入放電監(jiān)控畫面，如圖3-4所示。圖3-4 放電界面在此畫面下，按下“啟動”設備開始運行放電，運行狀態(tài)下界面上顯示一個電池動畫，并不斷顯示，界面左邊狀態(tài)欄顯示充電機當前的狀態(tài)；人機界面顯示此時放電電池組電壓、放電電流和放電時間。放電全過程為恒流放電。當放電電時間到達設定的放電時間值或電池組電壓降到設定放電結(jié)束電壓值時，設備將自動停機，左邊狀態(tài)欄顯示“完成”，同時給上位機報“充滿”信號，接著自動小車離位。智能充電設備重新回到待機狀態(tài)并給上位機報“待機”信號

28、（均充）。在放電狀態(tài)下如果想人為停機只需按下“停止”鍵，設備便自動安全關機停止放電特別注意：在放電過程中禁止斷開交流進線電源，否則逆變失敗造成事故。放電結(jié)束后，斷開面板開關AN和開關OF，關掉設備；取下電池組即可。3.5故障顯示本充放電設備具有四種故障信息分別如圖3-5所示：圖3-5 故障信息人機界面顯示“充電機過流”時需斷開面板開關AN和斷路器開關QF，檢查輸出段端是否有短路現(xiàn)象。人機界面顯示“充電機故障請檢查熔斷器和相序”時需斷開面板開關AN和斷路器開關QF并且斷開智能充電站的輸入電源。首先檢查輸入三相電源相序是否錯誤（反接任意兩相即可），接著檢查輸入電源熔斷器和電池組熔斷器是否熔斷，若熔

29、斷器熔斷更換相應型號熔芯即可。當人機界面顯示“電池反接”時，檢查接入電池組極性（正負極）是否接反，若接反請糾正，故障解除后點擊“停止”，接著點擊“返回”再點擊需要的工作模式，即可實現(xiàn)不關機解除報警。 人機界面顯示“蓄電池異常請查電池”時，此時為充電站沒有檢測到AGV小車電池，此時應檢查充電極柱是否與電池連接正確，故障解除后點擊“停止”，接著點擊“返回”再點擊需要的工作模式，即可實現(xiàn)不關機解除報警。如果采取以上措施還不能夠排除故障原因請馬上與制造商聯(lián)系。3.6萬年歷本設備具有時鐘功能，因為內(nèi)部具有后備電池，所以即使在設備關機的情況下時鐘繼續(xù)運行。人機界面可以顯示年、月、日以及時間和星期。若時鐘出

30、現(xiàn)誤差用戶可以設定校準；具體方法：在系統(tǒng)菜單下觸摸“時鐘設置”進入時鐘設定界面。如圖3-6所示： 圖3-6 時鐘設定3.7故障查詢在系統(tǒng)主菜單中觸摸“故障查詢”查看警報表如圖3-7所示：表中主要記錄警報內(nèi)容。最后按“返回”按鈕返回主菜單。圖3-7 歷史警報表3.8歷史記錄查詢在“主菜單”下，按下“記錄查詢”，進入數(shù)據(jù)資料畫面，此畫面將顯示并記錄充電站各種工作狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)，如圖3-8所示。在此畫面下點擊“快充記錄”如圖3-9、“活化記錄”如圖3-10、“均充記錄”如圖3-11、“放電記錄”如圖3-12。圖3-8 歷史記錄圖3-9 快充記錄圖3-10 活化記錄圖3-11 均充記錄 圖3-12 放

31、電記錄3.9上位機接點信號圖 本智能充電站給上位機提供待機、快充、充滿、故障等常開干接點信號。平時為常開干接點，動作時閉合。圖3-13上位機接點信號圖第4章 充電機回路第4章充電機回路4.1充電機主回路主電路采用三相可控硅全橋式整流電路，采用數(shù)字觸發(fā)電路。三相交流經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟姴⒂煽刂浦行陌l(fā)出命令給電池組充電。可控硅觸發(fā)電路以數(shù)字電路為基礎，對系統(tǒng)輸出電壓、電流反饋信號先進行隔離放大并與給定信號比較后，將其誤差信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入到邏輯處理單元和其它控制信號一同進行邏輯控制、適時計算最終發(fā)出觸發(fā)脈沖，從而保證其準確性、可靠性。由于采用了工業(yè)控制計算機（PLC）為控制中心，用戶可

32、通過觸摸屏人機界面來指示設備輕松完成對蓄電池組的快速充電、均衡充電等任務。圖4-1電氣原理圖4.1.1、整流部分半波整流是利用二極管的單向?qū)щ娦赃M行整流的最常用的電路，常用來將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦?，在輸入為標準正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負半部分則損失掉。全波整流使交流電的兩半周期都得到了利用。全波整流輸出電壓的直流成分（較半波）增大，脈動程度減小，但變壓器需要中心抽頭、制造麻煩，整流二極管需承受的反向電壓高，故一般適用于要求輸出電壓不太高的場合。本文選用的是全波整流。圖4-2 原理框圖4.1.2、整流-逆變電路針對電動汽車的電壓較高問題，充電電源通

33、常需要380V市電供電，所以首先把380V市電由隔離變壓器變壓至35V再由整流電路把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能。整流電路按組成的器件不同可分為不可控電路、半控電路、全控電路三種;按電路結(jié)構(gòu)不同可分為半波整流、全波整流和橋式整流三種。三相半波可控整流電路各項指標都一般，所以用的不多。三相橋式可控整流電路各項指標都好，在要求一定輸出電壓的情況下，元件承受的峰值電壓最低，最適合于大功率高壓電路。為了節(jié)約能量，整流電路可以根據(jù)充電電池的性能實時調(diào)節(jié)整流輸出，達到電壓有效利用的效果。直流側(cè)采用LC濾波電路結(jié)構(gòu)。輸入濾波環(huán)節(jié)包括濾波電容和濾波電感兩個部分。濾波電容主要起平滑該直流電壓的作用，同時向半橋回路提供

34、較穩(wěn)定的輸入電壓，實際設計中須考慮容量、耐壓、材質(zhì)等方面的因素。濾波電感加大了整流電路二極管的導通角，抑制輸入電流脈動，使濾波后輸入電流連續(xù)，并能減小電容兩端電壓紋波，同時提高充電機的功率因數(shù)。在本設計中選取容量0。5F，耐壓值600V的濾波電容Cll，電感Ll大小為2mH/80A。4.2充電機控制變量4.2.1 AGV智能充電站工作的PLC控制方式智能充電站由PLC控制充電站的運行參數(shù)和狀態(tài)，通過觸摸屏來實現(xiàn)各參數(shù)的設定，滿足不同用戶的需要。采用自動定位系統(tǒng)定位于智能充電站站臺，采用快速充電模式進行充電，全過程保持與上位機和AGV自動引導車的通信。PLC主機CPU初次上電則自動初始化各參數(shù)，

35、然后進入正常工作狀態(tài)。平時無電池時則通過觸摸屏顯示：”電池電壓=0V”、”充電電流=0A”和”待機”信息。如果有電池接入則CPU通過觸摸屏顯示實測值。如充電機檢測電池電壓高于3V則進入快速充電狀態(tài)，同時觸摸屏顯示：”電池電壓=V”、”充電電流=A”和”快充時間=分”信息。當充電電流達到預設值后，則CPU判定充電結(jié)束，觸摸屏顯示：”電池電壓=V”、”充電電流=0A”和”充電結(jié)束”信息，同時向上位機發(fā)出”充電結(jié)束”信號。當自動引導車AGV開走時，充電站又重新回到待機狀態(tài)。根據(jù)電池的實際狀態(tài)接上位機的通訊信號，進入均充或活化狀態(tài)，觸摸屏顯示”電池電壓V充電電流A”、”均充時間小時”、”活化狀態(tài)”、”

36、放電時間”、”活化結(jié)束”等信息，如CPU檢測出主整流器有故障，則觸摸屏顯示”電池電壓V”、”充電電流0A”和”充電機故障”信息，同時向上位機發(fā)出”充電機故障”信號以待維修。打開前門，合上相應的斷路器開關QF和面板上的開關AN，智能充電站自檢后觸摸屏進入”系統(tǒng)主畫面”，如圖19所示：圖4-4 系統(tǒng)主界面4.2.1、充電電流、充電電壓采集 帶程序充電電流的采集只需在主回路中接入一合適的分流器，在本設計中選用的是100A75mV。但分流器采集的信號不建議直接給PLC處理之間經(jīng)一電量傳感器75mV/5V。充電電壓的采集跟觸摸屏顯示中”電池電壓”為同一處理。電量傳感器選用50V/5V。相關程序：第5章充

37、電機控制回路5.1快充、均充、放電、活化終止判斷以快充為例充電終止判斷是完成智能充電的關鍵技術，恰當合理的充電終止，是保證蓄電池不出現(xiàn)過充電問題的重要保障，對保護蓄電池具有重要意義，因此充電終止判斷方法的合理與否直接決定智能充電功能的優(yōu)劣。動力電池組中各鉛酸蓄電池由于在制造工藝、材質(zhì)、電解液密度、溫度和通風條件、自放電程度等存在差異，使得各電池的容量、電壓及內(nèi)阻存在不一致性。電池的這種不一致性會導致其在不斷的充放電過程中出現(xiàn)過充或欠充現(xiàn)象。例如容量偏低的電池容易出現(xiàn)過充電，并使電池不一致性擴大，這就加劇了電池組中容量低的電池過充電現(xiàn)象，造成個別電池性能迅速下降而過早報廢，從而影響整個電池組的使

38、用性能，降低了電動汽車的動力性和經(jīng)濟性。因此，需要準確、及時而又可靠地判斷電池終止放電，以便采取適當?shù)目刂坪凸芾矸椒ǎ苊怆姵爻霈F(xiàn)過充。均可根據(jù)二階段充電曲線來設定。在本設計中快充的停止條件有三種分別是：電流到、人工停、時間到。其中電流到跟電壓到是同一道理。手動停時間到停電流到其中VW912是用來用作功能”記錄查詢”子菜單”快充記錄”觸控的觸發(fā)信號給VW912賦值為0是觸摸屏將記錄電流到的畫面并記錄相關參數(shù)。VW912值為1時為時間到、VW912值為2時為人工停。5.2智能充電控制流程以快充為例相關程序的控制思想流程圖如下：圖4-3 工作流程圖均充放電活化的工作過程和控制思想與快充類似。系統(tǒng)通

39、電以后，首先進行系統(tǒng)的初始化。初始化對整個充電過程非常重要，是充電進行的基礎。然后進行電池檢測，檢測蓄電池組是否連接正確，如果檢測發(fā)現(xiàn)無蓄電池或者蓄電池連接不正確，則提示“請接入或正確連接電池組”，并重新連接。若檢測到電路及蓄電池組連接正確，則確定電池充電模式是涓流充電還是快速充電。首先，檢測電池組的初始狀態(tài)，包括初始電壓U0。如果電池組的電壓U0低于參數(shù)設定中的上限電壓，則說明電路允許充電。此時，如果電池組初始電壓電流參數(shù)值小于涓流充電設定的門限值，則在一定延時后進入涓流充電狀態(tài)，對電池組進行小電流涓流充電直至達到快速充電狀態(tài)。如果初始電壓電流參數(shù)值大于涓流參數(shù)的門限值，即一開始就滿足快速充

40、電條件，則進入快速充電模式。此時，將電池組的初始狀態(tài)參數(shù)與設定的充電電壓和電流曲線進行比較，得到合適的充電點，并將此時的充電電壓和電流值反饋到控制器中，進行分析處理，算出合適的移相控制角a，進而輸出合適的PWM波形控制IGBT的關斷，從而得到需要的充電電壓值和電流值。此外，隨著電池使用年限的增長，電池的荷電狀態(tài)以及可接受充電電流存在一定的差異。因此，本文中的充電電流設定值、充電電壓閥值以及后面將提到的負脈沖放電寬度，都將隨著充電電池狀態(tài)的不同而改變，從而使充電機根據(jù)電池的荷電狀態(tài)采取不同的智能充電技術，達到智能化充電的效果。同時，在充電過程中，處理器對蓄電池組的實時狀態(tài)進行檢測，對充電電路進行

41、實時保護。每隔一定時間周期對每一個蓄電池的電壓、電流、溫度以及整個蓄電池組的電壓進行采樣分析，對三相輸入的電壓、電流值進行周期采樣分析，對IGBT的溫度進行周期采樣分析，如果發(fā)現(xiàn)異常，立即調(diào)用相應的保護中斷程序，確保電路的安全正常工作。第6章 總結(jié)與展望6.1全文總結(jié)本文針對AGV智能充電機進行了研究，主要完成了以下工作:首先，對AGV車用動力蓄電池及其相關特性作了深入的研究學習，分析了蓄電池的充放電特性。其次，研究了蓄電池充電的可接受充電電流曲線，分析了蓄電池的常規(guī)充電方法和快充電方法及充電終止控制方法的優(yōu)缺點，并在此基礎上提出了帶放電極化的三段式可變脈沖智能充電方法，采用三相全控整流電路，

42、能夠安全，快速，高效，無損的實現(xiàn)用于電動汽車的各個種類的蓄電池組的快速充電，并具有故障自診斷功能，最后，重點設計了智能充電機的硬件電路、PLC控制方式，觸摸屏界面設計等。6.2課題展望本文論述的AGV智能充電機在理論上己達到設計的性能指標，但由于時間，精力，條件的限制，還沒有做出實物，沒有現(xiàn)場驗證，而且有些問題需要更進一步的研究。(l)蓄電池串聯(lián)均衡充電單個蓄電池的電壓與容量有限，AGV車用蓄電池是由多個單體電串聯(lián)然后并聯(lián)組成的，充電時各個單體電池間的不一致性會使得蓄電池充電不均衡，這將導致蓄電池組壽命縮短，當前AGV車對蓄電池串聯(lián)均衡充電要求不高，且大多蓄電池并沒有相應的單體檢測裝置，故沒有

43、在這方面做深入的研究，只是用小電流充電實現(xiàn)了簡單的均衡充電。(2)充放電裝置一體化本文所設計的充電機具有放電功能，在蓄電池生產(chǎn)和使用過程中，為了保證蓄電池的性能，確保系統(tǒng)安全，必須對蓄電池進行放電，充放電功能集中在一起已成為趨勢，今后應對充放電一體化裝置作進一步的研究。參考文獻1 王永華. 現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術. 中國航空航天大學出版社2008.2 莫正康. 電力電子應用技術.機械工業(yè)出版社， 2002.3 朱獻清，鄭靜.電氣制圖. 北京：機械工業(yè)出版社，2008.4 戚新波.電工技術基礎與工程應用.電路理論. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.5 步科公司， ET070觸摸屏組態(tài)手冊致

44、 謝歷時將近兩周的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師張雷老師，她對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學者，特別感謝新鄉(xiāng)市太行易通配電設備有限公司技工朱江濤。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫

45、和排版燈過程中提供熱情的幫助。由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！感謝張雷老師。附 錄一請您刪除一下內(nèi)容，O(_)O謝謝！Many people have the same mixed feelings when planning a trip during Golden Week. With heaps of time, the seven-day Chinese請您刪除一下內(nèi)容，O(_)O謝謝！National Day holiday could be the best occasion to enjoy a destination. However

46、, it can also be the easiest way to ruin how you feel about a place and you may become more fatigued after the holiday, due to battling the large crowds. During peak season, a dream about a place can turn to nightmare without careful planning, especially if you travel with children and older people.

47、 As most Chinese people will take the holiday to visit domestic tourist destinations, crowds and busy traffic are inevitable at most places. Also to be expected are increasing transport and accommodation prices, with the possibility that there will be no rooms available. It is also common that youll

48、wait in the line for one hour to get a ticket, and another two hours at the site, to only see a tiny bit of the place due to the crowds. Last year, 428 million tourists traveled in China over the week-long holiday in October. Traveling during this period is a matter that needs thorough preparation.

49、If you are short on time to plan the upcoming Golden Week it may not be a bad idea to avoid some of the most crowded places for now. There is always a place so fascinating that everyone yearns for. Arxan is a place like this. The beauty of Arxan is everlasting regardless of the changing of four seas

50、ons. Bestowed by nature, its spectacular seasonal landscape and mountains are just beyond word. Arxan is a crucial destination for the recommended travelling route, China Inner Mongolia Arxan Hailar Manzhouli. It is also the joint of the four prairies across the Sino-Mongolian border, where people g

51、ravitate towards the exotic atmosphere mixed with Chinese, Russian, and Mongolia elements. As a historic site for the Yitian Battle, Arxan still embodies the spirit of Genghis Khan. Walking into Arxan, you will be amazed by a kaleidoscope of gorgeous colors all the year round - the Spring azaleas bl

52、ooming red in the snow, the Summer sea wavering blue in the breeze, the Autumn leaves painted in yellow covering volcanic traces, and the Winter woods shining white on the vast alpine snowscape. Hinggan League Arxan city is situated in the far eastern area of Inner Mongolia Autonomous Region. Its fu

53、ll name Haren Arxan means hot holy water in the Mongolian language. Arxan is a tourism city in the northern frontier with a blend of large forest, grand prairies, vast snowfield, heaven lake cluster, thermium, as well as volcanic cluster. It is a rare and unique ecotourism base filled with healthy s

54、unshine, clean air and unspoiled green. Nestled close to the countrys largest virgin forest, and known for its spring and ecological environment, Arxan is marveled at by many tourists as the purest land on earth. You cannot miss out the Autumn of Arxan. It is definitely the best with brightly-colore

55、d scenery full of emotions. Autumn in the northern part of the country comes earlier than the South. A September rain followed by the footprints of Autumn brings more colors to the once emerald green mountain and blooming grassland. Shutterbugs flock to see for themselves the marvel of splendid colo

56、rs around the mountains and waters, many of whom have travel a long distance and even camp here only to capture a moment of the nature wonder. The silver birch turns golden, while the larch is still proudly green. You will find yourself drowned in the intoxicating red of the wild fruits as well as t

57、he glamour of flowers in full blown. And your heart will be lingering on the woods as its time for the wild fruits to ripe. The picturesque Arxan in Autumn is indeed a fairyland only exists in a dream that satisfies all your fantasies. If itrains heavily on Saturday night, some elderly Chinese will

58、say it is because Zhinu, or the Weaving Maid, is crying on the day she met her husband Niulang, or the Cowherd, on the Milky Way. Most Chinese remember being told this romantic tragedy when they were children on Qixi, or the Seventh Night Festival, which falls on the seventh day of the seventh lunar month,