Estoy trabajando en un monitor de banco de baterías basado en PLC fuera de la red y en un controlador de carga de descarga para reemplazar las unidades comerciales que no funcionan realmente bien con nuestro banco de baterías de iones de litio. Además, planeo cambiar la turbina hidráulica de 24 Vcc nominal a 48 Vcc nominal cambiando de DD a DW o SD y luego ejecutarlo a través de un SSR para hacer MPPT y reducir la tensión de la batería a través de PWM para mejorar la eficiencia del generador y disminuir perdidas de linea.
Inicialmente, me gustaría monitorear el voltaje del sistema en los siguientes puntos:
- Banco de baterías, nominal de 24 V CC (la actualización futura probablemente cambiará a 48 VCC)
- bus DC en el controlador que estoy construyendo. Cuando todo funciona según lo planeado, se conectará al banco de baterías y se ejecutará el mismo voltaje. Pero el sistema de seguridad del banco de baterías puede desconectar el banco de baterías para OVP / UVP o un alto voltaje diferencial entre las celdas. En este caso, todavía queremos mantener la tensión del bus de CC correcta para proteger otros componentes y, cuando hay suficiente energía solar y / o de turbina, mantener las cosas funcionando sin baterías.
- Entrada de turbina hidráulica 0..60 Vcc (se confirmará el valor de OCV más alto, puede afectar el divisor de voltaje y las necesidades del diodo Zener para esta entrada)
El plan actual es utilizar un PLC Beckhoff (debido a la familiaridad con la programación de estos) y un ES3068 0 Tarjeta de entrada de ..10 Vcc para leer voltajes, así como entradas de sensores de efecto hall para leer la corriente en varios puntos del sistema.
Entiendo el concepto de divisor de voltaje, pero esta es la primera vez que estoy aplicando uno, así que estoy aprendiendo sobre la marcha. Estoy pensando en utilizar resistencias de 10 kΩ y 1kΩ para que el divisor proporcione un rango legible de más de 100 V y, a la vez, proporcione una buena resolución en el rango operativo esperado. Según la resistencia interna de la tarjeta de entrada > 130 kΩ, parece que una resistencia mucho mayor en los resistores afectará negativamente la precisión. ¿O me estoy perdiendo algo aquí? Me gustaría minimizar la carga parasitaria (y la disipación de calor) de las resistencias mientras mantengo la precisión de detección dentro de los 100 mV alrededor del voltaje de la batería (24-28 Vcc).
Teniendo en cuenta los posibles modos de falla, estoy pensando que los resistores de comportamiento de interrupción definidos como estos dos pueden ser una buena forma de proceder:
Mi pensamiento es si la resistencia de 10 kΩ en el lado positivo del divisor falla, debería fallar para proteger la entrada del PLC de la sobretensión. La entrada de voltaje cero indicará resistencia fallida u otra condición de OC en la entrada. Sin embargo, si la resistencia de 1 kΩ en el lado negativo del divisor falla, necesitamos una forma de mantener la entrada del PLC por debajo de 30 Vcc. Me gustaría que la entrada permanezca alta en este caso de falla, incluso más de 10 Vcc está bien siempre y cuando sea inferior a 30 Vcc. ¿Un diodo zener como el conectado en paralelo a través de la resistencia de 1 kΩ sería apropiado? ¿Afectaría la lectura de entrada del PLC cuando el voltaje está en el rango esperado de 0..100 V CC? ¿O hay una mejor manera de hacer esto?
El objetivo general es una alta confiabilidad y modos de falla que no resulten en la destrucción de componentes costosos. ¿Voy en la dirección correcta, o me estoy perdiendo algo? ¿Existe una mejor manera de obtener estos voltajes en el PLC de manera precisa, confiable y segura?