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医院UPS系统的重要性显而易见，然而目前对UPS系统的维护手段和结果却不尽人意，单靠目前的人工巡视和现场维护很难保证其持续运行，因此很有必要加强对UPS系统的智能监控。 文/杨芮 首都医科大学附属北京友谊医院总务处副处长 编辑/李留锁 为提高医院供电可靠性，医院大多在重要场所都配置了UPS（不间断电源）。而由于部分医院缺少对UPS系统的管理，经常导致UPS设备不仅没有起到保障作用，反而成为潜在的危险因素，时刻影响着医院安全、持续地供电。这其中，蓄电池巡检不当引起的安全问题尤为突出。 传统的设备巡检方式存在安全隐患，操作复杂，测试工作量大，问题电池不能及时得到预警和维护等问题。采用“智能电池在线监控系统”，可有效解决UPS蓄电池的安全隐患，做到提前发现落后电池，进而提高整组蓄电池的使用寿命，达到安全、节能、环保、高效运行的目的。 在线监测系统不可或缺 随着经济的飞速发展，我国医疗水平快速上升，各级医院都在不断完善软硬件建设水平，医疗系统信息化、精密化已经成为一个共识。与此同时，UPS等高可靠供电保障系统也逐步应用到医疗机构，尤其是在信息中心和重要的医疗科室，UPS的应用更为普遍。 而在UPS的应用越来越广泛的大环境下，一些关于蓄电池的安全事故也时常发生，如：整组提前报废、造成停电事故，甚至蓄电池起火、爆炸等恶性事故也时有发生。目前，UPS蓄电池进行巡检、监测主要通过人工来完成。由于医院的UPS电源比较分散，全院各栋大楼、各个楼层几乎都有，人力巡检的方式存在工作量大、发现问题滞后、处理不及时等劣势，并不能有效地解决蓄电池的安全监测问题。   发生燃烧、爆炸的蓄电池 目前，行之有效的方式之一就是医院可以利用计算机、网络、传感器等技术，建立一套蓄电池在线监控系统，实时采集数据，实时显示工作状态，实时报警。 去除传统监测模式弊端 蓄电池在线监控就是采用各类仪表采集每只蓄电池的电压、内阻、电流、温度等参数，并上传数据，对每只蓄电池进行集中监控。 蓄电池是UPS系统后备能力的核心，平时蓄电池一般均处于浮充状态，只有在市政供电故障或停电时才通过蓄电池放电。随着环境、时间等因素不断改变，蓄电池本身也在不断地发生变化，而在UPS主机市政供电正常的情况下，失效的电池往往是不会被发现的。 UPS主机虽然具有电池组电压监控的功能，但除非出现蓄电池短路和开路等极端情况，否则UPS主机系统是无法发现蓄电池故障的，尤其是无法定位到单只蓄电池。这是因为端电压并不能反应电池的容量特性，对于容量下降厉害的单只电池，在蓄电池组浮充状态下几乎与其他良好的蓄电池没有差异或者差异极小。而UPS一旦开始蓄电池放电，由于容量小的蓄电池端电压下降会特别快，因此会拖累整组蓄电池的放电能力，最终导致蓄电池提前终止放电。这时，虽然可通过 蓄电池端电压发现故障电池，但为时已晚。  监测系统架构图 通过监测蓄电池的内阻可以提前发现电池组中落后或失效的蓄电池，避免出现因一节蓄电池猝死导致蓄电池组猝死，从而造成UPS应急供电瘫痪的窘境。 此外，蓄电池单体温度监控也具有重要作用，我们知道蓄电池在充电过程中，由于电化学作用，蓄电池会持续发热，在散热良好的情况下不会有大的影响，但蓄电池一旦充电电压过高（如浮充电压高了0.1～0.3V）或散热不足，就会导致蓄电池发热严重，内部反应加剧，电池内部压力升高。如果此时电池的安全阀由于堵塞不能及时释放内部压力和温度，就会导致蓄电池出现温度累积，蓄电池外壳鼓包甚至发生燃烧、爆炸等严重后果。 如果采用蓄电池温度监控，用温度探头直接采集每只蓄电池的温度，就可以快速采集电池内部温度，避免热失控，也可通过每只蓄电池温度监控提前发现温度异常，及时预警，确保安全。 系统智能分析降低隐患 为了提高蓄电池组的使用寿命，同时防止蓄电池出现突然断电、燃爆等恶性事故，保证医院用电安全，有必要建立一套蓄电池智能在线监控系统，建立相应的管理机制，对蓄电池进行规范的、定期的、有针对性的普查，对蓄电池的监测和数据进行集中、科学的管理，并分析蓄电池老化状况和影响蓄电池寿命的相关因素，这些对于提高蓄电池的寿命和消除蓄电池安全隐患具有十分重要的意义。 该系统可以对蓄电池组进行单体电池内阻、单体电压、端电压、电池电流、电池温度以及蓄电池状态进行实时监测。通过对蓄电池多项指标的检测，监控系统能够提高UPS系统的可靠性，从而避免蓄电池失效、损坏和爆炸的风险；而且系统的在线均衡功能可以使各蓄电池的性能均衡一致，保持在最佳运行状态，延长蓄电池的使用寿命；同时系统的在线活化功能，也可以防止电池长期浮充导致的硫酸盐化，延长蓄电池的使用寿命。 该系统可整体减少蓄电池维护作业量和维护成本，保证UPS电源系统安全可靠运行。 蓄电池在线监测系统架构中，每套UPS设备包括了SBMS主机、电池组和UPS主机。TCP/IP MODBUS表示系统信号传输支持TCP/IP协议和Modbus协议，TCP/IP协议是我们常用的互联网通信协议，接入网络口；Modbus协议是目前全球通用的一种工业通信协议，支持rs232、rs485接口以及网络接口，而其中n的大小取决于医院有多少套需要监控的ups蓄电池组设定。系统采用模块化结构，由主控模块、电池采集单元、电流采集单元共同组成，各单元之间采用高速可靠的内部总线进行数据交互。  该系统主要监测蓄电池组总电压、总电流、单只蓄电池电压、单只蓄电池内阻、单只蓄电池温度等参数。当系统检测到有参数超出设定的上下限时，就会发出声、光等报警信号，并把这一事件记录下来，同时在监控界面上以报警窗口的形式提示。调试设置可通过现场面板操作，可以便捷地对各项参数进行修改，并对各项功能进行测试。 系统内嵌了智能分析功能，能自动对数据进行分析并生成报告，并通过数据接口传送给蓄电池后台监控系统。 实时监测蓄电池状态 蓄电池在线监测系统主要通过实时监测蓄电池组内各个单体蓄电池的电压、内阻、温度，以及电池组电压、充/放电电流，并通过可靠的门限设置，保证蓄电池组的可靠运行，防止蓄电池过充或欠充，避免蓄电池单体的劣化加剧。同时，系统通过智能化的诊断模型，可以实时、自动完成蓄电池组的全方位诊断，方便管理，提前预知蓄电池运行情况。 该系统还拥有设定报警及记录的功能，对电池组电压、单体电池电压、单体电池内阻、温度等设定上下限极值，只要用户在监测设备现场，或浏览电池状态时，即可发现电池组工作状态的异常。 除此之外，蓄电池在线监测系统的另一重要功能是蓄电池运行数据管理，可以用表格或图形的方式显示蓄电池的实时数据，并以曲线方式显示统计数据。 对于医院而言，通过建立蓄电池智能在线监控系统，可以很好地解决蓄电池维护的难题，对于提高工作效率、降低劳动强度和维护成本，以及保障UPS的安全高效运行都有积极的促进作用。 |
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