特種車智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

摘要：本文簡(jiǎn)述了特種車智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，對(duì)供配電系統(tǒng)與智能化監(jiān)控展開相關(guān)探析，并對(duì)該項(xiàng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究提出幾點(diǎn)想法，主要包括管理數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)模塊、軟件設(shè)計(jì)三個(gè)方面，旨在為相關(guān)專業(yè)人士提供理論支持。

關(guān)鍵詞：特種車;供配電;智能化監(jiān)控

引言：智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)是組建當(dāng)代特種車的重要結(jié)構(gòu)部分，該項(xiàng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)研究對(duì)特種車在生產(chǎn)設(shè)計(jì)、實(shí)際應(yīng)用和維護(hù)保障等方面具有重要意義。因此，如何結(jié)合各類特種車的供配電使用需求并進(jìn)行系統(tǒng)有效整合、合理優(yōu)化和智能升級(jí)，是現(xiàn)階段特種車輛集成技術(shù)人員需要考慮的重要問題。

一、特種車智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析以及設(shè)計(jì)目的

（一）特種車輛供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

特種車輛主要指的是以基礎(chǔ)汽車結(jié)構(gòu)為載體，在改裝過后具備一定特殊用途的專用車輛，是適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的重要需求產(chǎn)物之一，特種車通常是具備專用儀器設(shè)備，可以專門從事地質(zhì)監(jiān)測(cè)、消防運(yùn)輸、醫(yī)療輔助、電視轉(zhuǎn)播、雷達(dá)傳輸?shù)裙δ艿能囕v。隨著當(dāng)代社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)功能較為單一的特種車已經(jīng)逐漸具備多種多樣的基礎(chǔ)功能，在我國消防、軍事、通信、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而供配電系統(tǒng)在特種車輛設(shè)備中屬于核心裝備，其囊括了各類不同電壓電流的供配電設(shè)施，搭配多樣的負(fù)載，為特種車輛所裝載的裝備提供能源。

目前，部分特種車內(nèi)的供配電系統(tǒng)都是以交流發(fā)電機(jī)組或工頻交流電作為一次電源來源，以交流配電箱作為傳遞穩(wěn)壓電源的傳載中樞，為交流電負(fù)載或者直流轉(zhuǎn)換器供配足夠的交流電。而該系統(tǒng)內(nèi)的功率蓄電池組則是作為二次電源來源，在交流電充足穩(wěn)定的情況下，利用持續(xù)提供直流電給自身進(jìn)行補(bǔ)充，在一次電源來源缺乏或者未啟動(dòng)時(shí)，給交流發(fā)電機(jī)或者其他非長(zhǎng)期直流負(fù)載設(shè)備提供短暫的電源供給，完成啟動(dòng)或其他短期直流設(shè)備的使用。

供配電系統(tǒng)作為特種車輛的重要組成部分，該系統(tǒng)的主要職能在于為特種車提供符合使用標(biāo)準(zhǔn)的交直流電源，組成供配電系統(tǒng)的部件機(jī)制主要為發(fā)電機(jī)組、二次電源、配電設(shè)備、蓄電池組、高低壓配電線路及電控設(shè)備等，這類設(shè)備目前在實(shí)際應(yīng)用中均以各部件分離監(jiān)管的方式存在于特種車輛中，依靠于技術(shù)人員專門進(jìn)行監(jiān)控工作，出現(xiàn)重大故障問題時(shí)，需要技術(shù)人員對(duì)各部件逐個(gè)排查，但在科技手段不斷更新的影響下，傳統(tǒng)的特種車供配電監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐漸難以滿足當(dāng)代社會(huì)的需求，傳統(tǒng)式供配電監(jiān)控系統(tǒng)主要是以人為控制的方式作為操控中心，缺乏完整直觀的監(jiān)管方式，此類供配電監(jiān)控系統(tǒng)并不能全面對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)特種車的實(shí)時(shí)監(jiān)視和管理。

（二）特種車輛供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的

設(shè)計(jì)較為先進(jìn)的智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的則是在于，強(qiáng)化對(duì)特種車輛的監(jiān)控管理性能，為特種車執(zhí)行任務(wù)提供更為全面的幫助。監(jiān)控管理單元將是特種車供配電系統(tǒng)當(dāng)中較為重要的部分，它的職能主要在于信息化處理供配電系統(tǒng)當(dāng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，及時(shí)將各類信息整合收集，應(yīng)當(dāng)具備自動(dòng)化處理、強(qiáng)弱電力共存、信息化收集等特點(diǎn)，可廣泛用于各類特種車當(dāng)中，為系統(tǒng)提供較為準(zhǔn)確的信息。

現(xiàn)階段，隨著我國各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，在供配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究方面也取得了較大的成績(jī)，其中，嵌入式系統(tǒng)逐漸成為了當(dāng)代智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)的重要支柱。從實(shí)際運(yùn)用效果的角度來看，嵌入式系統(tǒng)的精準(zhǔn)程度要更為準(zhǔn)確，易被各類收集信號(hào)采集，使接收到的數(shù)據(jù)信息更為精準(zhǔn)、全面。此外，智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更可以實(shí)現(xiàn)集中智能操控的目的，為實(shí)際工作階段具備良好的工作效率奠定良好基礎(chǔ)[1]。

二、現(xiàn)狀分析與智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)功能展望

智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)主要是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)等，采用智能電力儀表及抗干擾能力強(qiáng)的通信設(shè)備，經(jīng)監(jiān)控管理軟件組態(tài)，實(shí)現(xiàn)高效監(jiān)控和管理的一項(xiàng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用階段會(huì)結(jié)合絕緣檢測(cè)儀、電流、電壓、溫度傳感器輔助設(shè)備及數(shù)據(jù)記錄儀等，實(shí)現(xiàn)高效對(duì)供配電智能化運(yùn)行階段的監(jiān)控及管理，實(shí)際階段的主要功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①監(jiān)測(cè)輸入交流電。對(duì)交流發(fā)動(dòng)機(jī)組或工頻交流電的輸入電流、電壓進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)，收集交流參數(shù)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為交流電的使用狀況提供基礎(chǔ)保護(hù)，降低發(fā)生負(fù)載運(yùn)行的概率。

②監(jiān)測(cè)直流供配電狀態(tài)。及時(shí)收集各直流供配電系統(tǒng)內(nèi)部的各項(xiàng)電流數(shù)據(jù)及電壓數(shù)據(jù)，為直流配電箱內(nèi)的各項(xiàng)直流分系統(tǒng)穩(wěn)定工作提供保障。

③監(jiān)測(cè)蓄電池組狀態(tài)。及時(shí)收集蓄電池組的綜合電流值及電壓值，根據(jù)收集到的信息智能判斷蓄電池組的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，為電池容量提供充足運(yùn)行空間。收集蓄電池組的實(shí)際工作溫度，在溫度超出基礎(chǔ)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，及時(shí)向系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，智能切斷蓄電池組內(nèi)部的放電或充電狀態(tài)，達(dá)到保障蓄電池組運(yùn)行安全的目的，為延長(zhǎng)其使用壽命奠定良好基礎(chǔ)。

④儲(chǔ)存供配電運(yùn)行階段的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。運(yùn)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)記錄儀裝置對(duì)收集到的供配電系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄、整理、保存，方便相關(guān)技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)信息的調(diào)取及統(tǒng)計(jì)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控供配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的目的。

⑤保障工作人員人身安全。絕緣監(jiān)測(cè)儀裝置可以對(duì)交流供配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦監(jiān)測(cè)出交流供配電系統(tǒng)存在漏電狀態(tài)，絕緣監(jiān)測(cè)儀可以及時(shí)向中樞系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警提示，達(dá)到提高工作人員人身安全的目的。

總的來說，智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)可以幫助相關(guān)技術(shù)人員科學(xué)、智能、精準(zhǔn)、及時(shí)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)際配電狀況，在系統(tǒng)運(yùn)行階段突發(fā)某些異常狀況期間，該系統(tǒng)可以第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警提示，并智能采取相應(yīng)解決措施，為系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際安全狀態(tài)及可靠程度提供必要保障[2]。

三、特種車輛智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究探析

（一）智能化配電及管理設(shè)計(jì)

特種車輛智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)的工作職能主要在于，收集系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)信息、判斷系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)、實(shí)時(shí)收集供配電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，達(dá)到持續(xù)、職能監(jiān)控供配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的目的，在運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)生變化階段，第一時(shí)間對(duì)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警提示，并智能采取相應(yīng)有效解決措施，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。供配電監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控管理單元是設(shè)計(jì)階段的重要核心設(shè)備，監(jiān)控管理單元可以及時(shí)對(duì)系統(tǒng)供配電數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控，協(xié)助該系統(tǒng)穩(wěn)步開展工作。

（二）供配電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊

供配電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊是特種車輛智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的重要設(shè)計(jì)部分，系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)計(jì)中心主要由硬件采集電路、數(shù)字信號(hào)處理器、傳感器及供配電狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊等裝置結(jié)構(gòu)組成。從部分特種車供配電監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可以看出，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段將直流配電箱、交流配電箱、直流穩(wěn)壓電源及發(fā)電機(jī)組的信號(hào)單位統(tǒng)一匯總到能量管理單元當(dāng)中，其中直流配電箱控制母線的電壓及電流，交流配電箱為系統(tǒng)穩(wěn)定供電，直流穩(wěn)壓電源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的電壓及電流運(yùn)行情況，發(fā)電機(jī)組提供穩(wěn)定的油溫及油壓。上述內(nèi)容均為供配電數(shù)據(jù)的實(shí)際監(jiān)測(cè)模塊，各模塊之間的聯(lián)系運(yùn)用可以及時(shí)對(duì)配電系統(tǒng)內(nèi)部的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供電系統(tǒng)輸出或輸入的狀態(tài)。

（三）供配電監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

特種車智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為監(jiān)控管理單元及上位機(jī)監(jiān)測(cè)界面兩個(gè)部分，前者的軟件設(shè)計(jì)主要針對(duì)供配電系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)整合及處理方面，后者主要針對(duì)實(shí)時(shí)顯示供配電系統(tǒng)上傳的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)，并根據(jù)相關(guān)信息及時(shí)對(duì)系統(tǒng)下發(fā)相關(guān)指令的功能。

供配電監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)主要是結(jié)合相應(yīng)特種車的規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)、特點(diǎn)、要求等方面信息進(jìn)行設(shè)計(jì)的，科學(xué)、合理的軟件設(shè)計(jì)可以輔助供配電監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)供配電的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，達(dá)到實(shí)時(shí)保障該系統(tǒng)內(nèi)部各部分穩(wěn)步運(yùn)行的目的。此外，穩(wěn)態(tài)監(jiān)控是供配電軟件設(shè)計(jì)當(dāng)中的核心內(nèi)容，該項(xiàng)設(shè)計(jì)可以隨著特種車的工作職能、用電狀況、電流區(qū)間及工作狀況設(shè)置不同的工作流程，以實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)值作為對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，為特種車高效參與各項(xiàng)工作任務(wù)的靜態(tài)評(píng)估奠定良好基礎(chǔ)[3]。

結(jié)論：總而言之，特種車智能化供配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究對(duì)提升當(dāng)代供配電監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)水平具有重要意義。深入對(duì)該項(xiàng)設(shè)計(jì)的研究既可以提高供配電系統(tǒng)的整體安全性能，又可以提高特種車的實(shí)際監(jiān)控管理效率，有效保證特種車輛的維護(hù)保障工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]張亞平，劉學(xué)鋒.Sensor Web支持下的租賃車輛遠(yuǎn)程供配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2019，27（10）：109-113+119.

[2]譚永麗.基于智能定位技術(shù)的無人物流車輛智能供配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2020，28（03）：89-92+108.

[3]鄧攀，周沐.高職物流管理專業(yè)運(yùn)輸車輛網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].物流科技，2017，40（08）：138-141.

作者簡(jiǎn)介：

劉綿鈜（1994—），男，漢族，籍貫：廣西北流，單位：桂林長(zhǎng)海發(fā)展有限責(zé)任公司，職稱：助理工程師。