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SIEMENS S7-200 PLC 在互联网电动汽车交流充电桩上的应用

时间:2013/8/2 10:33:13

  互联网(internet),是由一些使用公用语言互相通信的计算机连接而成的全球网络,按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络。电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶的一种新型、节能、环保的代步交通工具。由于传统资源日益匮乏,则节能环保的电动汽车应用前景广阔。电动汽车充电桩,是一种为电动汽车车载电源补充电量的电气装置。SIEMENS S7-200 PLC是一种小型的可编程序控制器,具有强大功能的独立运行能力和连接网络实现复杂控制功能的自动化设备。适用于各种场合中的检测、监测及控制。

一、
概述

  随着地球环境污染、能源短缺、资源匮乏的问题日益突出。电动汽车具有良好的环保性能,可以缓解资源短缺的现象。电动汽车的组成包括:车载电源、动力驱动及控制系统、驱动力传动系统和电气、机械辅助装置。车载电源是汽车所有动力的源泉,电源容量和电能质量意味着汽车续航能力的强弱和电池的使用寿命的长短。而车载电源能量的供给则离不开充电桩。


二、系统结构

  基于互联网电动汽车交流充电桩系统是基于互联网通信技术的开放型电动汽车充电桩系统,系统依托强大的互联网通信技术实现对分散的充电桩集中控制、管理、监测的功能。能合理有效的利用有限的资源,实现节能环保的目标。我司基于互联网电动汽车交流充电桩系统能够使用手机等移动设备在任意充电桩上均可根据充电桩ID和付费短信号码编辑短信付费充电,无需购买专用的IC卡,为用户使用提供更便捷的服务。
  充电桩系统结构可分为:一、中心管理和数据库层 二、中间管理层 三、终端充电桩。
充电桩系统结构图
充电桩系统结构图

  中心管理和数据库层:用于和网络运营商的手机支付平台进行数据交换及与用户进行收发短信的功能;管理和控制各充电站的控制中心;将远程充电桩的状态及用户数据储存在公司自建的服务器中,保障用户个人信息的安全。
  中间管理层:用于管理、监测和控制本站的充电桩的状态及运行过程,接收发中心管理和数据库层的充电指令或取消充电指令,并反馈充电桩状态和数据,并具有打印票据的功能。
  终端充电桩:用于执行充电任务,监控充电参数(充电电量、充电金额、充电前电量、充电后电量等)及运行状态(充电就绪、充电中、故障、失去连接、充电完成、取消充电、急停等)保护系统安全及用户充电系统的安全;通过中间管理层向中心管理和数据库层进行数据的交换。

三、系统组成

  充电桩可分为直流充电桩,交流充电桩和交直流一体充电桩。交流充电桩是安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置,同时具备计量计费功能和安全防护功能。充电桩的系统要求和充电接口参数都按照相关标准执行:GB/T18487.1-2011电动车辆传导充电系统一般要求、GB/T20234.2-2011电动汽车传导充电接口。原理图如下:

交流充电桩原理拓扑图
  1、主电路:主电路是充电桩的配电系统,主要完成的是220V的交流电与电动汽车的充电接口之间的连接与切断。当PLC控制器发出指令后,主电路的接触器会闭合,接通市电与电动车充电接口的通路。同时将(接触器触点吸合)反馈信号送至PLC控制器对其进行状态监测。
  2、控制电路及显示窗口:控制电路由PLC控制器及其功能扩展模块组成。主要实现充电桩正常运行控制、各功能块的保护、故障检测及处理、记录充电参数,通过HMI显示充电过程信息及用户充电金额等信息。
  3、传感器和通讯接口:包括电量变送器,用于采集和监控充电桩输入及输出的电能的电压、电量、频率和有功功率等参数;通讯接口包括与电量变送器通信的RS485接口,与以太网通讯的RS485转以太网模块,还有用于下载PLC程序的PPI 通讯接口。

四、系统原理

  系统原理:终端充电桩中的PLC实时监测充电桩的当前状况,判断其是否存在故障。如果有故障则停止充电操作,并提示桩体故障;无故障则向工作站系统发送就绪信号,等待用户充电;当用户发送付费短信至手机支付平台,手机支付平台通过互联网将充电金额等信息发送至中心管理系统,并将信息保存和下发至停车场工作站管理系统,管理系统再将信息发送到终端充电桩,终端充电桩则判断充电金额,执行充电任务,并将充电信息显示在HMI中;执行过程中,PLC实时监测电量变送器的值,并转换成消费金额的形式,待消费金额等于充值金额时,则断开充电输出,结算费用,完成充电。
终端充电桩中PLC的程序流程图
终端充电桩中PLC的程序流程

结束语

  基于互联网电动汽车充电系统是我司基于互联网通讯方式开发的,支持全面监控、控制的系统。用户无需购买业务付费IC卡,只需通过发送短信的形式,就能实现缴费充电的功能;系统不仅操作简单、方便、可靠性高,还能有效提高设备使用效率,充分合理利用资源。

本文地址:http://www.dq-fx.com/newsdetail-11-2896.aspx
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