HIOKI SS7081-50 - generator napięcia celi akumulatora

Przyrząd ten jest 12-kanałowym zasilaczem napięcia stałego (regulowanego od 0 do 5 V) z izolacją w każdym z kanałów oraz niezależnym sterowaniem. umożliwia też pomiar napięcia i prądu w każdym z kanałów. Za pomocą jednego kanału tego przyrządu można symulować pracę jednej celi akumulatora. Połączenie wszystkich kanałów ze sobą szeregowo pozwala na symulowanie pakietów akumulatorów. Po połączeniu z kolei kilku przyrządów szeregowo można zwiększyć liczbę dostępnych kanałów o od 13 do 200, a tym samym napięcie wyjściowe maksymalnie do 1000 V. Konfiguracji generatora SS7081-50 dokonuje się wyłącznie z połączonego z nim komputera (interfejs LAN).
Każdy z kanałów może wyprowadzać napięcie stałe od 0 do 5 V, przy prądzie wyjściowym mieszczącym się w zakresie od −1 A do 1 A, a przy wyprowadzaniu ciągłym - w zakresie od −210 mA do 210 mA. Jeśli prąd jest mniejszy od −210 mA lub większy od 210 mA, to maksymalny czas wyprowadzania wynosi 200 ms. Przed wyprowadzaniem prądu przekraczającego wartość pełnozakresową wyprowadzania ciągłego dla danego kanału należy zachować odstęp czasowy równy 5 s. Jeśli wartość pełnozakresowa wyprowadzania lub maksymalny, dopuszczalny czas wyprowadzania zostanie przekroczony, to jest generowany komunikat błędu przekroczenia prądu, powodując zatrzymanie procesu wyprowadzania.
Wbudowane otoczenie oceny używające jednego SS7081-50, symulującego napięcia akumulatorów dla 12 cel, pozwala rozwiązywać problemy występujące w konwencjonalnych otoczeniach oceny BMS (systemów zarządzania akumulatorami):
PROBLEMY WYSTĘPUJĄCE W KONWENCJONALNYCH OTOCZENIACH OCENY BMS,
które można rozwiązywać za pomocą SS7081-50
Używanie akumulatorów aktualnie pracujących w systemie
• Typowe otoczenie pomiarowe używające akumulatorów: płytka BMS współpracująca z jednostką centralną sterującą ładowaniem-rozładowywaniem akumulatorów
Występujące problemy:
· Trudność ustawienia w razie potrzeby napięcia poszczególnych cel
· Czynności ładowania i rozładowywania zabierają dużo czasu
· Przy próbie zasymulowania stanu błędu z użyciem aktualnych akumulatorów krytyczny region stwarza ryzyko degradacji stanu akumulatora lub pożaru
• Symulowanie stanów przerw połączeń BMS-cela lub zwarć między celami
Płytka BMS z dołączonymi celami: 1. przerwane połączenie płytki z celą, 2. zwarte połączenie między kolejnymi celami dołączonymi do BMS zastępujące dołączoną celę
Występujące problemy:
· Wstępne skonfigurowanie systemu wymaga użycia sterowania za pomocą przekaźników w celu zasymulowania przerwanych połączeń i zwartych cel
Używanie wielu zasilaczy
• Typowe otoczenie pomiarowe używające wielu zasilaczy, multimetrów cyfrowych i obciążeń elektronicznych dołączonych do płytki BMS i współpracujących za pośrednictwem koncentratora z komputerem
Występujące problemy:
· Konieczność użycia do sterowania wielu oddzielnych zasilaczy i multimetrów cyfrowych - płytka BMS współpracująca z zasilaczem i elektronicznym obciążeniem, każdy z kanałów obciążony regulowaną rezystancją
• Użycie jednego zasilacza i rezystancyjnego dzielnika napięcia
Występujące problemy:
· Brak możliwości zrównoważenia cel dla poszczególnych kanałów
· Zbyt długi czas niezbędny do ustawienia regulowanej rezystancji dla danego kanału
PROSTE I BEZPIECZNE KONSTRUOWANIE PRECYZYJNEGO OTOCZENIA OCENY BMS
Bardziej bezpieczne niż stosowanie do tego aktualnie używanych akumulatorów i osobnych zasilaczy
Maksymalna liczba kanałów: 12
Maksymalne generowane napięcie szeregowe: 1000 V
Napięcie generowane: 5 V/kanał
· Symulowanie pracy cel w poszczególnych kanałach, przy 12 kanałach na jedno urządzenie SS7081-50
· Możliwość stworzenia rozbudowanego, modułowego, otoczenia przy napięciu w stanie połączenia szeregowego równym 1000 V (5 V/kanał x 200 kanałów = 1000 V)
· Symulowanie anomalii cel mogących stworzyć ryzyko pożaru, gdy używa się aktualnie pracujących akumulatorów
· Symulowanie awarii przerw połączeń między kanałami i BMS
· Symulowanie zwarć cel
• Precyzyjne wyprowadzanie i testowanie
Dokładność wyprowadzanego napięcia: ±0,015%
Dokładność pomiaru napięcia: ±0,01%
Dokładność pomiaru prądu: podzakres 1 A: ±0,07%, podzakres 100 μA: ±0,035%
· Symulowanie pracy celi przy użyciu precyzyjnego wyprowadzania napięcia
· Funkcja równoważenia cel w zakresie od -1 A do 1 A w dwóch kwadrantach wyprowadzanego napięcia (5 V):
- Zakres od 0 do 0,21 A: wyprowadzanie ciągłe, zakres od 0,21 do 1 A: czas wyprowadzania = 200 ms
- Zakres od 0 do -0,21 A: wyprowadzanie ciągłe, zakres od -0,21 do -1 A: czas wyprowadzania = 200 ms
· Precyzyjny pomiar napięcia i prądu
· Pomiar bardzo małych prądów przy użyciu podzakresu 100 μA (dla prądu ciemnego BMS i prądu upływowego układu równoważenia celi)
• Funkcja wygładzania
Funkcja ta uśrednia, a następnie wyprowadza zmierzone wartości. Można jej używać do pobierania wartości zmierzonych ustabilizowanych. Liczbę uśrednień ustawia się w zakresie od 1 do 100 (wartość domyślna 1). Duże wartości liczby uśrednień dają wartości zmierzone bardziej stabilne. Napięcie i prąd można mierzyć jednocześnie w jednostkach 1 PLC*. Jeśli liczbę uśrednień ustawi się na wartość równą 2 lub większą, to liczba wcześniej zmierzonych zostanie uśredniona i wyświetlona (średnia ruchoma).
Szybkość odświeżania zmierzonej wartości nie ulega zmianie. Jeśli używa się funkcji rejestratora-loggera, to zmierzona wartość będzie zapisywana z każą iteracją uśredniania.
• Funkcja rejestratora-loggera
Można zapisywać w wewnętrznej pamięci przyrządu wartości uśrednione z cyklem wyspecyfikowanym przez ustawienie liczby funkcji wygładzania od początku do końca pomiaru. Można zapisać maksymalnie 15000 punktów danych zmierzonego napięcia i prądu, dla każdego kanału. Zapisane dane używają konfiguracji bufora pierścieniowego, jeśli zatem zostanie przekroczona maksymalna liczba punktów danych, to najstarsze dane są zastępowane danymi najnowszymi (są nadpisywane).
Ustawienia: pomiar z rejestracją: wł./wył., czas automatycznego zatrzymania: od 1,00 s do 99,99 s
• Funkcja wyprowadzania z pamięci (zmienianie napięcia wyjściowego z dużą szybkością)
Gdy wyprowadzane napięcie jest zmieniane z dużą szybkością, to należy wtedy używać funkcji wyprowadzania z pamięci. Funkcja ta umożliwia zmienianie napięcia przy użyciu odświeżania równego 1 ms, zależnie od punktu zapisanego wcześniej w pamięci. W pamięci można zapisać maksymalnie 4 punkty (dla każdego kanału). Aby wyprowadzany przebieg napięcia uzyskał potrzebną wartość, ustawia się punkty, czyli napięcia i czasy (dla tych punktów). Funkcja rozpoczyna pracę od napięcia aktualnie ustawionego (T1,V1), a następnie, gdy ją zakończy, jest utrzymywane napięcie końcowe wyprowadzania z pamięci (T4,V4).
Przy tworzeniu wyprowadzanego przebiegu przyrząd stosuje na zapisanych wartościach interpolację liniową. Czas odświeżania wynosi 1 ms
Ustawienia: Zawartość pamięci: czas przejścia: od 0,001 s do 9,999 s; wartość wyprowadzana (wartość osiągana po upływie czasu przejścia): od 0,0000 V do 5,0250 V; domyślny czas przejścia wartości: 0,001 s; wartość wyprowadzana: 0 V.
• Funkcja wyprowadzania sygnału błędu
Błąd przekroczenia prądu - występuje, gdy wartość mierzonego przekroczy wartość progową funkcji wykrywania przekroczenia prądu,
Błąd napięcia wyjściowego - wystąpi, gdy różnica ustawionego napięcia, wyjściowego i napięcia zmierzonego przekroczy próg funkcji wykrywania błędu napięcia wyjściowego,
Błąd temperatury odbiegającej od normy - wystąpi, gdy temperatura wewnątrz obudowy przyrządu przekroczy wartość progową.
• Funkcja ochrony
W sytuacji, w której awaria płytki BMS spowoduje przepływ zbyt dużego prądu, przyrząd może zatrzymać wyprowadzanie, chroniąc w ten sposób testowany układ przed uszkodzeniem
• Funkcja przekroczenia zakresu pomiarowego (overrange)
Jeśli wartość mierzonego prądu przekroczy ok. ±150% wartości pełnozakresowej podzakresu 100 μA, to przyrząd wykrywa to jako przekroczenie zakresu i zatrzymuje wyprowadzania. Stan ten jest utrzymywany i można go wyczyścić, wysyłając rozkaz skasuj stan błędu *CLS lub rozkaz zresetuj *RST.
• Funkcja przełączania stanu wyprowadzeń
Funkcja dokonująca przełączeń (konfiguracji) wyprowadzeń (gniazd pomiarowych) przyrządu do pracy w stanie RUN:
Ustawień tych można dokonać osobno dla każdego kanału
Włączone ON (ustawienia: praca normalna, wysoka impedancja, zero)
praca normalna: ustawiane na dodatnie wyprowadzenia napięcia wyjściowego i C
wysoka impedancja: wyprowadzenie dodatnie rozwarte, ustawienie wyprowadzania napięcia na wyprowadzenie C
zero: wyprowadzenia dodatnie i C zwarte z masą układu
Wyłączone OFF (ustawienia: wysoka impedancja, zero)
wysoka impedancja: wyprowadzenie dodatnie rozwarte a wyprowadzenie C zwarte z masą układu
zero: wyprowadzenia dodatnie i C zwarte z masą układu
• Funkcja sygnalizacji stanu przyrządu
za pomocą LED-ów umieszczonych na płycie przedniej generatora:
- Lampka ERROR (błąd) - zaświeca się przy pojawieniu się błędu: kwerendy, wykonania rozkazu, temperatury odbiegającej od normy (wewnątrz obudowy przyrządu)
- Lampka ALERT (awaria) zaświeca się w przypadku pojawienia się usterki: błędu przekroczenia dopuszczalnego prądu wyjściowego (overcurrent), błędu wyprowadzania napięcia, temperatury odbiegającej od normy wewnątrz obudowy (płytka wyprowadzania), przekroczenia zakresu pomiarowego (overrange)
- Lampka RUN (praca) - sygnalizacja statusu gniazd wyjściowych generatora: wyprowadzeń C i dodatniego
• Wyprowadzenie (gniazdo) rozszerzenia napięcia wyjściowego
Gniazdo CHAIN (łańcuch) wykorzystywane przy pracy w połączeniu szeregowym kilku przyrządów tworzących łańcuch
• Funkcja ustawiania częstotliwości zasilania
Częstotliwość (50 Hz/60 Hz) jest wykrywana automatycznie przy włączaniu przyrządu
• Funkcja wykrywania czasu podgrzewania
Przyrząd określa, czy upłynął czas podgrzewania równy 30 minut liczony od momentu włączenia zasilania przyrządu i informuje o tym operatora, wysylając rozkaz i zaświecając LED.
PROSTA OCENA ZA POMOCĄ ZAŁĄCZONEGO OPROGRAMOWANIA UŻYTKOWEGO
• Sterowanie jednocześnie, maksymalnie dziesięcioma urządzeniami SS7081-50
• Testowanie automatyczne za pomocą sekwencji symulowanych stanów opracowanej przez użytkownika
PRZYKLAD ARCHITEKTURY SYSTEMU OCENY:
System bazujący na rejestratorze z pamięcią firmy HIOKI i czujniku bezkontaktowym CAN:
1) Rejestrator z pamięcią MR6000
· Rejestrowanie danych i przebiegów
2) Bezkontaktowy czujnik CAN SP7001-90
· Zbieranie sygnałów CAN (MR6000 wersja 3.0*)
* Używający rodziny interfejsów VN1600 firmy Vector
3) Generator napięcia cel akumulatorów SS7081-50
• Akcesoria: instrukcja obsługi, przewód zasilający, rama regałowa, CD z programem użytkowym

DANE TECHNICZNE

• Liczba kanałów: 12
• Typ wyjść: stałonapięciowe, pływające
• Mocowanie przewodów połączeniowych: gniazda na druty o AWG od 16 do 26, wtykane w otwory i blokowane przez zwolnienie przycisku naciskanego zakończeniem wkrętaka płaskiego o szerokości 2,6 mm
• Maksymalna liczba połączeń w szeregu: maksymalna liczba połączeń w szeregu i obejmująca maksymalne napięcie wyjściowe szeregu równe 1000 V
• Zakresy wyprowadzanych sygnałów:
Napięcie stałe:
od 0,0000 V do 5,0250 V (ustawiane niezależnie dla wszystkich kanałów)
Maksymalny prąd wyjściowy:
±1,00000 A (ustawiany niezależnie dla wszystkich kanałów)
Prąd wyprowadzany w sposób ciągły:
od -210 mA do 210 mA
Na ciągłe wyprowadzanie prądu > 210 mA lub < -210 mA są nakładane następujące ograniczenia*: * Ograniczenia wyprowadzania ciągłego:
Maksymalny czas wyprowadzania: 200 ms
Czas do następnego wyprowadzenia (wartość referencyjna): jeśli prąd 1 A jest wyprowadzany przy napięciu 5 V przez 200 ms, 5 s
• Zakresy i podzakresy pomiarowe:
Napięcie stałe: od -0,00100 V do 5,10000 V
Prąd stały (dwa podzakresy): ±1,20000 A (podzakres 1 A) i ±120,0000 µA (podzakres 100 µA) - podzakresy te wybiera się, doprowadzając odpowiedni rozkaz
Podzakres 1 A - jest ustawiany domyślnie, nadaje się szczególnie do pomiaru prądu równoważenia cel,
podzakres 100 μA - nadaje się szczególnie do pomiaru prądu ciemnego, prądu w stanie czuwania oraz poboru prądu.
• Czas całkowania:
1 PLC (50 Hz: 20 ms, 60 Hz: 16,7 ms) x liczba powtórzeń wygładzania (wartość konfigurowana przez użytkownika)
• Czas pomiaru: czas całkowania + 3 ms
• Czas ustawienia wyprowadzenia (czas do momentu osiągnięcia przez wielkość wyprowadzaną 99,9% wartości końcowej): 10 ms (odniesienie: dołączenie 1 μF, podzakres 100 μA)
• Nagły wzrost: < 5% (odniesienie: dołączenie 1 μF, podzakres 100 μA)
• Dokładność wyprowadzania napięcia:
±0,0150% w.u. ± 500 µV, gdzie w.u. - wartość ustawiana
Błąd dodatkowy (współczynnik temperaturowy)
W zakresach od 0 °C do 18 °C i od 28 °C do 40 °C należy dodać następującą wartość na 1 °C: ±0,05 x dokładność wyprowadzania/°C
Rezystancja wyjściowa: ≤ 3 mΩ (nie zawiera rezystancji styku gniazda pomiarowego)
• Dokładność pomiaru napięcia:
±0,0100% w.w. ± 100 µV
Błąd dodatkowy (współczynnik temperaturowy)
W zakresach od 0 °C do 18 °C i od 28 °C do 40 °C należy dodać następującą wartość na 1 °C: ±0,05 x dokładność pomiaru/°C
• Dokładność pomiaru prądu:
Podzakres 1 A:
±0,0700% w.w. ± 100 µA
Błąd dodatkowy (współczynnik temperaturowy)
W zakresach od 0 °C do 18 °C i od 28 °C do 40 °C należy dodać następującą wartość na 1 °C: ±0,05 x dokładność pomiaru/°C
Podzakres 100 µA:
±0,0350% w.w. ± 100 nA
Błąd dodatkowy (współczynnik temperaturowy)
W zakresach od 0 °C do 18 °C i od 28 °C do 40 °C należy dodać następującą wartość na 1 °C: ±0,05 x dokładność pomiaru/°C
• Zakresy temperatur i wilgotności względnych gwarantowania dokładności
23 °C ± 5 °C, 80% (po podgrzewaniu przez co najmniej 30 minut)
• Rezystancja izolacji: ≥ 1000 MΩ (między wyprowadzeniami dodatnim i ujemnym a obudową)
• Pojemność do masy: ≤ 1000 pF dla każdego z kanałów
• Zasilanie:
Uniwersalne (od 100 V do 240 V AC)
• Zakres częstotliwości zasilania: 50 Hz/60 Hz ± 2 Hz
• Interfejsy:
- LAN
Obsługiwany standard IEEE 802.3
Metoda transmisji: 10 Base-T/100 Base-TX, automatyczne wykrywanie, pełny dupleks
Protokół TCP/IP
Złącze: RJ-45
Funkcjonalność: konfigurowanie ustawień oraz akwizycja statusu urządzenia i wartości zmierzonych za pomocą rozkazów komunikacyjnych
Ustawienia: adres IP: 192.168.1.xxx (tylko część xxx jest konfigurowana przez użytkownika - przełącznik z tyłu urządzenia)
Maska podsieci: 255.255.255.0 (ustawiona na stałe)
Brama domyślna: brak (nieustawiona na stałe)
Port rozkazów komunikacyjnych: 1024 (ustawiony na stałe)
Ustawienie domyślne: adres IP: 192.168.1.1.
• Wymiary, masa: 430 ± 3 (długość) x 132 ± 3 (wysokość) x 483 ± 3 (szerokość) [mm], 10,3 kg ± 0,5 kg