BACKGROUND
La possibilità di disporre istantaneamente di energia elettrica dalle batterie, diventa sempre più importante con il progresso associato all'era delle informazioni. Contemporaneamente, una diminuzione generale nel volume di affari delle aziende ha portato alla necessità di ridurre, fra gli altri, anche il personale preposto alla manutenzione. La proliferazione delle batterie al piombo dotate di valvola di regolazione (VRLA), inaffidabili e dispendiose, ha portato alla necessità di utilizzare un approccio automatizzato, poco costoso, efficiente e gestibile del problema.

VITA DELLE BATTERIE AL PIOMBO
La durata normale della carica di una batterie al piombo è limitata dalla quantità di elettrolito attivo disponibile sulla superficie della piastra positiva e dalla quantità della carica elettrica che permane fra gli elettrodi e l'elettrolito. La corrosione del materiale di cui è costituita la piastra positiva, porta ad una graduale diminuzione della capacità fino a quando risulta necessario sostituire la batteria. Questo processo chimico viene accelerato dalla scarica della batteria.

PROGETTAZIONE DELLE BATTERIE
Le batterie, che sono state progettate per essere utilizzate solo in caso di emergenza, non sono state realizzate con sufficiente piombo da permettere scariche frequenti. Le piastre e le griglie di supporto sono progettate per sopportare un preciso numero di cicli e la capacità di accumulo di energia dipende dalle dimensioni del contenitore. Ad esempio, una batteria per uso marittimo è stata progettata per sopportare un consistente numero di cicli intensi di scarica, mentre le comuni batterie di avviamento delle automobili sono state progettate per cicli frequenti, brevi e di elevata intensità.

TERMINE DELLA VITA DELLE BATTERIE
Il termine della vita di una batteria è definito come quella situazione in cui una o più delle sue celle non è più in grado di fornire almeno l'80% della tensione di targa per il tempo definito dal fabbricante. Ad esempio, una batteria da 100 amperora viene considerata al termine della sua vita se non è più in grado di fornire almeno 80 ampere per almeno un'ora.

GUASTI PREMATURI

Celle in Corto Circuito
Un corto circuito si può generare tra la piastra positiva e quella negativa di una cella. Si viene cioè a creare un percorso metallico per la corrente, che può causare la deformazione della struttura della batteria, oppure si può creare del sedimento di materiale conduttore, staccatosi dalle piastre, sul fondo della cella, che venendo a contatto con le piastre, può collegarle direttamente. In genere queste particelle di materiale conduttore vengono raccolta all'interno di un'area protetta posta sul fondo del monoblocco.

Celle in Circuito Aperto
Un circuito aperto può essere classificato come meccanico o elettrochimico. Uno meccanico può essere provocato: dalla perdita di contatto, dovuta ad esempio alla corrosione dei terminali esterni, dalla caduta o dalla corrosione delle connessioni interne delle piastre o dalla corrosione delle piastre stesse. I circuiti aperti di tipo elettrochimico possono essere causati da: una cella che si sta scaricando al punto che l'elettrolito perde le sue caratteristiche chimiche, rendendo la cella inerte fino a che non viene ricaricata, o dalla solfatazione della piastra. Questa condizione si verifica quando la cella viene lasciata scarica. Quando è completamente carica, l'elettrolito continua ad attaccare e a corrodere il piombo asportando l'ossido sulla superficie delle piastre ed evitando la solfatazione.

CAPACITA'
La capacità di una batteria è determinata dall'area attiva della piastra di piombo e dalla concentrazione dell'acido solforico in diretto contatto con il materiale attivo. Se tale materiale viene ricoperto dal processo di solfatazione, viene corroso, o se la concentrazione dell'elettrolito si riduce (la concentrazione è valutabile tramite la misura della densità del liquido), la capacità diminuisce. Se la temperatura aumenta, la capacità aumenta assieme alla velocità di corrosione del materiale attivo. Per aumentare la capacità di una batteria si possono mettere più celle in parallelo.

TENSIONE
Ogni monoblocco al piombo, generalmente fornisce una tensione di 2 Volt. Le celle vengono collegate in serie (si crea quella che viene chiamata  stringa di batteria) per fornire la tensione desiderata. Ad esempio, sono necessarie 240 celle per fornire una tensione di 480V. 

CARICA SIMULTANEA DI PIÙ CELLE
In genere, per caricare una stringa di batteria, si fornisce una tensione costante ai capi della stessa, cioè ai capi liberi della prima e dell'ultima cella della stringa. Se tutte le celle fossero esattamente identiche in ogni situazione, la tensione applicata verrebbe equamente distribuita lungo tutta la stringa. Ogni cella vedrebbe ai suoi capi esattamente la stessa tensione che vedono le altre celle. In realtà, un gran numero di variabili impediscono che si venga a creare questa situazione di perfetto bilanciamento della carica delle celle. Le tre variabili maggiormente interessanti sono: lo stato di carica della singola cella, la temperatura della cella e l'impedenza interna della cella. Il metodo tradizionale per equalizzare lo stato di carica delle celle consiste nell'aumentare la tensione comune, quella applicata ai capi della batteria, ad intervalli prefissati, per periodi di alcune ore. Quando la batteria si trova in questa situazione, le celle già cariche vengono sovraccaricate, perdendo elettrolito e sviluppando gas idrogeno. Le batterie al piombo con valvola di controllo (VRLA) manifestano così una perdita di elettrolito ed una diminuzione della capacità. Le celle asciugatesi hanno quindi bisogno di rabbocchi di liquido. La soluzione di acqua e acido si stratifica e riesce a tornare omogenea solo dopo diverse settimane. Inoltre, l'aggiunta di acqua distillata provoca l'aumento delle impurità all'interno della cella. Ogni nuovo apporto all'equazione di carica di variabili esterne, rende più difficile la carica omogenea delle celle da parte di una tensione applicata ai capi della batteria.

CARICA DI UNA SINGOLA CELLA
Il modo migliore per essere sicuri che tutte le celle siano caricate nello stesso modo è quello di fornire individualmente una carica ad ogni cella con tensione bassa, finchè la corrente di carica non cade, indicando così che la cella è completamente carica. L'approccio a carica individuale di ogni cella evita il verificarsi delle condizioni precedentemente descritte, ma non può essere applicato manualmente. La quantità di tempo e lavoro necessari sarebbero veramente eccessivi. Utilizzando un sistema automatizzato, come il Sistema di Gestione delle Batterie AutoCap, controllato da un microprocessore, questo approccio è diventato praticabile. Grazie all'approccio automatizzato, la tensione di ogni cella viene misurata continuamente, mentre il computer calcola e aggiorna la tensione media dei vasi. L'utente stabilisce un valore di deviazione, rispetto al valore medio, della carica di equalizzazione delle celle. Quindi il sistema forza una corrente di carica su ogni singola cella con tensione inferiore al valore prestabilito. In questo modo, le tensioni basse vengono aumentate mentre la tensione costante, applicata ai capi dell'intera stringa di batteria, viene ridistribuita. Questo processo viene ripetuto fino a quando le tensioni di tutti i vasi si trovano all'interno del campo di deviazione stabilito.

TEST ATTIVI
Quando si considera il valore medio della tensione ai capi dei terminali delle singole celle in mantenimento, (quando il carica batterie sta supportando il carico), bisogna tener presente che se le celle fossero rimosse completamente dal circuito e sostituite da altrettante lampadine a 2 Volt, la tensione di carica applicata verrebbe divisa in parti uguali, essendo queste dei carichi resistivi, e le misure ai capi di ogni lampadina sarebbero molto simili. Tenendo presente questo concetto, è immediato considerare che è necessario eseguire una prova attiva su ciascuna cella in modo da verificare la risposta della batteria in condizioni dinamiche.

METODO DELLA SCARICA
Si possono utilizzare due metodi per verificare le condizioni della batteria in situazioni dinamiche. Il metodo più utilizzato consiste nello scaricare a corrente costante l'energia della batteria e misurare il tempo di scarica in funzione della tensione di batteria, cioè in funzione del carico. All'interno della cella, l'energia chimica viene convertita in energia elettrica con una velocità determinata dalle dimensioni del carico applicato. Se la cella è "bassa", cioè ha un'alta impedenza interna, uno stato di carica basso o una bassa temperatura, la tensione ai suoi capi sarà relativamente più bassa in confronto alle tensioni ai capi delle altre celle della stringa. Se un vaso viene caricato e scaricato mentre si trova in uno stato basso di carica, il carica batterie, che genera una tensione costante e regolata, si opporrà alla diminuzione di tensione ai capi della cella e cercherà di fornire una corrente di compensazione, confondendo i risultati della prova. I test di scarica non devono essere eseguiti troppo spesso, altrimenti viene diminuita sensibilmente la vita operativa della batteria in quanto molti dei cicli di scarica vengono utilizzati per verificarne l'efficienza.

METODO DI CARICA
Il metodo migliore per valutare l'efficienza di una batteria consiste nel caricare la batteria e misurare il tempo in funzione della tensione ai suoi capi. Questo metodo sfrutta il processo fisico inverso rispetto a quello utilizzato dal metodo di scarica, in quanto l'energia elettrica viene trasformata in energia chimica. Se una cella è "bassa", la sua risposta alla corrente di carica sarà quella di aumentare più rapidamente delle altre la tensione ai suoi capi. L'innalzamento della tensione non è in opposizione agli effetti di compensazione del carica batterie. Il metodo di carica (applicato mediante un algoritmo di controllo) usa la stessa corrente di carica isolata descritta precedentemente, capace di realizzare l'equalizzazione delle celle..

IL TREND DEI DATI DEL TEST
I dati che si ottengono in risposta ai test eseguiti con il metodo della carica, possono essere facilmente inseriti in un grafico dopo essere stati inviati ad un computer e gestiti in modo opportuno da un programma. Partendo dal presupposto che una batteria di backup deve rimanere in uno stato di relativo equilibrio, i valori di risposta alle prove vengono elaborati dal computer e comparati con dei valori preimpostati di tendenza che attiveranno un allarme acustico se la risposta di una qualsiasi cella diventa instabile a causa del cambiamento del suo stato di carica, di problemi sulle connessioni, o perché la resistenza elettrochimica o la temperatura interna della cella sono cambiate in negativo.

DATI DI UN EVENTO DI SCARICA
Quando una batteria deve entrare in azione per supplire ad una mancanza del circuito di alimentazione principale, si possono ricavare importanti dati che vanno raccolti e analizzati successivamente. In particolare, può essere ricavata la curva di risposta di ogni singola cella utilizzando i dati raccolti durante un evento di scarica. Questi dati sono veramente utili in quanto permettono di valutare le reali prestazioni di esercizio delle singole celle. Il Sistema di Gestione delle Batterie può essere programmato con i dati relativi ad una curva di risposta specifica, in modo da abilitare un "conto alla rovescia" digitale circa il tempo disponibile prima della scarica. Questo durante il verificarsi di un evento di scarica, in base al carico attualmente presente e con aggiornamento dei dati al variare del carico. Questo tipo di informazioni sono molto preziose per il personale addetto alla manutenzione in quanto forniscono precise indicazioni sul comportamento della batteria durante un'emergenza. Inoltre, la memorizzazione dei dati di un evento, con l'indicazione del contributo in amperora della batteria, è molto utile per stabilire i criteri di garanzia con il produttore delle batterie.

MONITORAGGIO CONTINUO
Eseguendo il monitoraggio continuo di ogni cella, si possono valutare con maggiore precisione i tempi e le modalità di sostituzione delle batterie, senza dover aspettare che la batteria si dimostri, al momento in cui deve entrare in funzione, inefficiente. Come la gran parte dei sistemi di monitoraggio, i dati da esso raccolti possono individuare la presenza di situazioni che non potrebbero altrimenti essere individuate mediante periodici controlli manuali. La raccolta continua di dati è indispensabile se si vuole memorizzare la storia di ciascuna cella con un grafico di lunga durata e avere la certezza che i test e le misure siano stati effettivamente eseguiti.

· Alimentazione

· Schede circuito stampato (PCB)

· Blocchi dei terminale di collegamento

· Condizionatore di segnale per l'ingresso di corrente

La figura 3 mostra schematicamente la posizione dei componenti interni. Alcuni componenti potrebbero non trovarsi nella posizione indicata a causa delle dimensioni del contenitore e del numero dei componenti (in particolari configurazioni).

ATTENZIONE: Se il fusibile è aperto, significa che si è verificato un guasto al circuito di alimentazione. Attenzione ad eseguire riparazioni! Inviate l'alimentatore al distributore di zona della AutoCap per la sostituzione.

Siccome gli alimentatori hanno una tensione elevata dal lato del raddrizzatore AC, è conveniente che l'acquirente non provi ad eseguire riparazioni o modifiche agli alimentatori. Si prega di non aggiungere al sistema AutoCap degli accessori non previsti che aumentino il consumo di potenza senza una preventiva autorizzazione. Un guasto di tali accessori potrebbe danneggiare l'alimentatore o un altro componente.

· scheda di distribuzione dell'energia
· scheda di selezione
· scheda analogica
· scheda digitale
· il computer

Le schede sono realizzate con componenti sensibili alle scariche elettrostatiche, si consiglia di non toccarle onde evitare che si guastino. Quando sostituite le schede, usate gli accorgimenti necessari per evitare scariche elettrostatiche sui componenti.

SCHEDA DI DISTRIBUZIONE DELL'ALIMENTAZIONE
Questa scheda è di vitale importanza per il sistema. Qui l'alimentazione del sistema viene divisa, regolata, filtrata e convertita al valore appropriato di  utilizzo  da parte del sistema. Sulla scheda è predisposta la piedinatura per l'aggiunta di opzioni.

ATTENZIONE: Non cambiate la posizione degli switch in quanto si potrebbe danneggiare seriamente il Sistema AutoCap.

SCHEDA ANALOGICA
La scheda analogica viene utilizzata per eseguire la lettura della tensione analogica delle celle o dei monoblocchi ed è sempre la seconda scheda dal basso della pila. Su questa scheda avviene la misura della corrente e la risposta ai test. In essa trovate tutti i potenziometri di calibrazione (pot) del sistema. Questi potenziometri vengono regolati dal fabbricante, ma possono essere ritarati per eseguire successive calibrazioni dello strumento. Nella seguente figura vengono mostrate le posizioni sulla scheda di questi potenziometri.

IL CONDIZIONATORE DI SEGNALE
Il condizionatore di segnale amplifica il segnale a 50 - 100 mV proveniente dal sensore ad effetto Hall in modo da portarlo a valori di 0 - 4 V utilizzabili dal sistema AutoCap. Il condizionatore di segnale è calibrato per il sensore di corrente fornito con il sistema. E' sconsigliabile utilizzare sensori di corrente diversi senza aver preventivamente contattato il rappresentante di zona della AutoCap.

· test automatico
· test di scarica della batteria
· test di risposta
· bilanciamento della carica dei monoblocchi (equalizzazione)

Nei seguenti paragrafi vengono descritte queste operazioni.

Le batterie possono generare correnti estremamente alte senza per questo far saltare i fusibili ma sufficienti a fondere le attrezzature, i bracciali, l'hardware e qualsiasi altro materiale conduttore che può venire direttamente a contatto con i loro terminali.
Quando vengono collegate in serie, le batterie possono produrre tensioni sufficienti a fulminare e uccidere il personale che viene a contatto con i terminali e i punti di distribuzione. Mai toccare due o più terminali di batteria contemporaneamente, e mai toccare un terminale di batteria e la struttura metallica di supporto del banco.
L'elettrolito all'acido solforico concentrato presente all'interno delle batterie è estremamente corrosivo e può provocare bruciature alla pelle e agli occhi.
Le batterie producono gas esplosivi che possono, se in concentrazione sufficiente, provocare incendi o esplosioni. Non avvicinarsi mai ai locali in cui sono contenute le batterie con accendini o sigarette e mai creare scintille mentre si opera su di esse.
Prendete i seguenti accorgimenti mentre lavorate sulle batterie:
Indossate occhiali, guanti, grembiule e calzature di protezione.
Non lavorate mai da soli, riflettete prima di agire e non provocate cortocircuiti.
I terminali delle batterie sono sempre"vivi".

NOTA: Assicuratevi che l'interruttore principale dell'alimentazione del sistema AutoCap sia nella posizione OFF.

NON PORTARE L'INTERRUTTORE NELLA POSIZIONE ON SENZA L'APPROPRIATA AUTORIZZAZIONE

1. Montate e assicurate l'AutoCap nella sua posizione definitiva, preferibilmente il più vicino possibile alla batteria.
2. Tagliate i fori sul contenitore per fare passare le linee di collegamento con le batterie e i cavi di alimentazione dello strumento. Notate che il contenitore ha su entrambi i lati dei pannelli "knock-out". Vi consigliamo di praticare dei fori separati per il passaggio dei cavi per l'alimentazione in modo da evitare che vengano irradiati rumori al circuito di misura.

ATTENZIONE: Assicuratevi che non si vengano a depositare sostanze metalliche, o comunque elettricamente conduttive, sui circuiti stampati. Questo materiale potrebbe cortocircuitare le piste del circuito provocando seri danni all'AutoCap ! Coprite la parte elettronica durante la foratura del contenitore e asportate i trucioli e la limatura prodotta.

3. Collegate il terminale 220VAC. Assicuratevi che la massa di campo sia correttamente installata.

1. Collegate un computer esterno al sistema (vedere sezione 6.1).
2. Selezionate l'opzione 6 dal Main Menu per accedere al menu Configuration and Seup.
3. Da questo menu selezionate l'opzione 2, Edit Temperature Probes.
4. Premete F4 sul vostro computer per inizializzare il sensore.
5. Seguite le istruzioni sullo schermo del Pc per cambiare l'impostazione di un sensore, come la descrizione o il setpoint.
6. Una volta terminato, premete F2 per salvare i cambiamenti.
7. Il tasto F3 vi permette di spostarvi sulla schermata di setup del sensore di temperatura successivo, mentre la combinazione di tasti    SHIFT F3 vi permette di spostarvi sulla schermata precedente.
8. Collegate il sensore come descritto nella sezione 4.3.1

NOTA: Alcuni software di comunicazione potrebbero non riconoscere il tasto F3. In questo caso usate la combinazione CTRL C per spostarvi in avanti e CTRL R per spostarvi indietro nei menu.

NOTA: Assicuratevi che nel porta fusibili non ci sia un fusibile già installato.

NON installate i fusibili fino a che l'intera installazione non è completata.

2. Scollegate i cavi del sub-connettore D dalla scheda di collegamento montata nella parte interna posteriore del contenitore.

3. Stabilite la lunghezza giusta per i cavi e tagliateli in modo da poter collegare le batterie al sistema AutoCap. Ricordatevi di rendere riconoscibili i cavi mediante etichette o usando cavi con guaine di colore diverso.

4. Spellate circa 1 cm di cavo ed inserite la parte terminale nella terminazione aperta del porta fusibile giallo; fate in modo che non rimanga esposta la parte metallica del cavo e non crimpate l'isolante.

5. Crimpate il porta fusibile con il cavo. Badate a non stringere troppo la crimpatura altrimenti potreste bucare la copertura isolante del porta fusibile portando all'esterno la parte metallica.

6. Collegate i cavi ai terminali appropriati all'interno dell'AutoCap. Cercate di spellare i cavi il meno possibile. Assicuratevi che non ci siano pezzi di filo metallico che fuoriescono dal terminale, in quanto potrebbero cortocircuitare due terminali adiacenti. Seguite attentamente le seguenti istruzioni:

Sistema con Meno di 24 Celle o Monoblocchi

· Collegate il cavo relativo al terminale positivo della cella o del monoblocco #1 al terminale #1 della prima scheda di collegamento delle batterie.
· Collegate il cavo relativo al terminale positivo della cella o del monoblocco #2 al terminale #2 della prima scheda di collegamento delle batterie, ecc..
· Ricordatevi di collegare il terminale negativo dell'ultima cella o monoblocco.

Sistema con Più di 24 Celle o Monoblocchi

· Collegate il cavo relativo al terminale positivo della cella o del monoblocco #1 al terminale #1 della prima scheda di collegamento delle batterie.
· Collegate il cavo relativo al terminale positivo della cella o del monoblocco #2 al terminale #2 della prima scheda di collegamento delle batterie, ecc..
· Collegate il terminale negativo della cella o del monoblocco #24 al terminale #25.
· Collegate il cavo relativo al terminale positivo della cella o del monoblocco #25 al terminale #1 della seconda scheda di collegamento delle batterie.
· Continuate i collegamenti come eseguito per la prima scheda di collegamento delle batterie, ricordandovi che deve essere collegato il terminale negativo della cella o del monoblocco #48 al terminale #25 della seconda scheda di collegamento delle batterie.

NOTA: Stringhe parallele iniziano sempre da una nuova scheda di collegamento.

7. Lasciate per ora scollegati i cavi del sub-connettore D, e non inserite i fusibili nei porta fusibili. Queste operazioni devono essere eseguite durante l'avviamento del sistema come descritto nel Capitolo 5.

1. Controllate i collegamenti eseguiti sui terminali della scheda di collegamento per verificare che non siano presenti corpi estranei, cavi interrotti o spellati o altri tipi di cause che possono provocare un cortocircuito tra i terminali.

2. Controllate che l'alimentazione sia correttamente collegata al connettore posto all'interno del contenitore.

3. Controllate che tutte le masse siano correttamente collegate.

4. Inserite i cavi del sub-connettore D nello zoccolo delle relative schede di collegamento.

NOTA: E' molto importante che siano rispettate le indicazioni di connessione fornite dalle etichette poste sui cavi e sulle schede di collegamento. Assicuratevi che i cavi siano collegati alle schede di collegamento relative.

5. Inserite i fusibili nei porta fusibili.

6. Controllate la differenza di potenziale tra i piedini adiacenti delle schede di collegamento. La tensione e la polarità tra i blocchi di terminali adiacenti deve essere uguale, cioè la tensione tra il terminale #1 e il terminale #2 deve essere uguale alla tensione tra il terminale #2 e il #3, uguale alla tensione tra il #3 e il #4 e così via. Naturalmente la tensione totale deve crescere man mano che cresce il numero del terminale e la tensione che viene aggiunta ad ogni incremento di posizione deve essere uguale alla tensione della relativa cella o monoblocco. Il Canale 1 deve essere il canale "più positivo".

7. Solo se la prova sulle tensioni del passo precedente ha dato esito positivo, potete alimentare il sistema.

8. Alimentate il sistema portando su ON l'interruttore principale dell'alimentazione posizionato sulla porta del contenitore. Lo schermo LCD dovrebbe accendersi. Nel giro di qualche secondo dovrebbe apparire il Main Menu.

9. Per ragioni di sicurezza, tutte le funzioni di scansione del sistema AutoCap devono essere disabilitate prima della spedizione. Utilizzando la tastiera, premete il #3 per selezionare il menu System Controls. Selezionate l'opzione Test Ena/Disable. Selezionate l'opzione #1 per attivare la scansione. Dovreste sentire i relè di scansione commutare sulle diverse batterie.

10.Se il sistema funziona correttamente, potete iniziare ad impostare i parametri e ad eseguire il controllo delle letture e della calibrazione. Fate riferimento al Capitolo 7

Fate riferimento alla Sezione 2.1.1 per una descrizione delle operazioni disponibili da tastiera.

1-Observe all battery monitor points (Osservazione dei punti di monitoraggio di tutte le batterie):
Visualizza le tensioni di tutte le celle o monoblocchi che si stanno monitorando (i canali). La videata può visualizzare fino a 48 canali divisi in modo che per ogni pagina appaia una sola stringa per volta. La colonna CHAN indica il numero del canale; la colonna READINGS mostra le tensioni misurate e la colonna RSP mostra il numero del trend di risposta (vedere la sezione 3.1.3)

2-Observe a sigle battery monitor point (Osservazione di un solo punto di monitoraggio):
Vi permette di selezionare una cella o un monoblocco specifico e vedere la tensione letta dal sistema.

3-Observe temperature readings (Osservazione delle misure di temperatura):
Vi permette di leggere le misure di temperatura rilevate dai sensori di temperatura.

4-Observe Remaining Discharge Time (Osservazione del tempo di scarica rimanente):
Questa è la videata relativa al calcolo del tempo rimanente prima che la batteria sia completamente scarica. In essa potete leggere la corrente di scarica della batteria ed una stima di per quanto tempo la batteria può ancora sostenere questo carico.

5-Display & Silence Alarms (Visualizzazione degli Allarmi):
In questa videata trovate tutte le informazioni relative agli allarmi. Il seguente elenco descrive le informazioni disponibili da questo menu:

· STATUS - mostra lo stato dell'allarme indicando se deve essere confermato (ACK) e cancellato, se la condizione d'allarme è stata cancellata o se l'allarme è stato confermato.

· DATE - mostra la data in cui l'allarme si è verificato.

· TIME - mostra l'ora in cui l'allarme si è verificato.

· ALARM TYPE - mostra il tipo di allarme che si è verificato. I tipi di allarme sono: jar (monoblocco), bank (batteria completa), temperature (sensore di temperatura) e trend.

· ID - mostra la categoria numerica dell'allarme.

· DESCRIPTION - da una descrizione dettagliata dell'allarme e la locazione in cui si è verificato.

6 - Configuration and Setup (Configurazione e Setup):
In questa videata potete scegliere di cambiare i parametri del sistema e le impostazioni.

1 - Edit Control Variable (Modifica le Variabili di Controllo)
Number of strings (numero di stringhe): imposta il numero di stringhe di batterie parallele presenti in un banco di batterie.

· Channels in string (Canali per ogni stringa): imposta il numero di celle o monoblocchi per una stringa di batterie.

· Cells per channel (Celle per ogni canale): imposta il numero di celle per ogni canale.

· Channel test rate (Frequenza del test su un canale): imposta la velocità con la quale il sistema esegue la scansione delle batterie. I valori ammessi sono compresi tra 1 e 10, dove 1 rappresenta una velocità di scansione di circa un canale al secondo mentre 10 è la velocità di scansione massima (circa 10 canali al secondo). Durante una scarica, il sistema esegue automaticamente il test alla massima frequenza possibile (10 canali al secondo).

· Cell voltage multiplier (Fattore di moltiplicazione della tensione di cella): è il coefficiente di calibrazione delle misure di tensione. La prima cifra è in genere uguale al numero di celle per canale, mentre i decimali vengono utilizzati per calibrare con precisione le misure di tensione.

· Batt current multiplier (Fattore di moltiplicazione della corrente di batteria): è il coefficiente di calibrazione per le misure della corrente di scarica.

· Min jar voltage (Tensione minima di monoblocco): se la tensione di un monoblocco scende al di sotto di questo valore si ha una condizione di allarme.

· Max jar voltage (Tensione massima di monoblocco): se la tensione di un monoblocco supera questo valore si ha una condizione di allarme.

· Min string voltage (Tensione minima di stringa di batterie): se la tensione della stringa di batterie scende al di sotto di questo valore si ha una condizione di allarme.

· Max string voltage (Tensione massima di stringa di batterie): se la tensione della stringa di batterie supera questo valore si ha una condizione di allarme.

· Discharge test cutoff volt (Tensione limite per il test di scarica): imposta il valore di tensione minima per il monitoraggio delle batterie. Quando la tensione della stringa di batterie va al di sotto di questo valore, il sistema ferma la scansione e calcola gli amperora.

· Balance dev setpoint (Punto di riferimento dello scostamento dal bilanciamento): imposta il valore percentuale all'interno del quale volete che le batterie rimangano equalizzate. Esempio: impostando 5% si fa in modo che tutte le celle o monoblocchi abbiano un valore di tensione che non si discosta dal valore medio della batteria completa di più del 5%.

· Battery discharge rating (Tasso di scarica della batteria): è un fattore di scala che permette di calibrare il conto alla rovescia così da determinare per quanto tempo la batteria può ancora sopportare il carico. Una batteria nuova ha un tasso del 100%.

· Trend dev setpoint (Punto di riferimento dello scostamento dal trend): imposta il livello di allarme per le misure del trend di risposta. Se la percentuale dello scostamento del trend di risposta supera il limite impostato si ha una condizione di allarme.

· Response test interval (Intervallo del test di risposta): permette di decidere quanto spesso deve essere eseguito il test di risposta (in ore).

· Float log interval (intervallo di salvataggio dati di mantenimento): permette di definire quanto spesso le tensioni devono essere memorizzate su disco (in ore).

· Response cycles per log (Cicli di risposta per salvataggio): permette di impostare il numero di cicli di test di risposta da eseguire prima che i dati vengano memorizzati su disco.

· Discarge cycles per log (Cicli di scarica per salvataggio): permette di impostare il numero di cicli da eseguire prima che i dati vengano memorizzati su disco. Il sistema può memorizzare un ciclo di scarica ogni volta che termina la scansione di una stringa di batterie.

2 - Edit temperature probes (Modifica della configurazione delle sonde di temperatura):
Vi permette di inizializzare le sonde di temperatura e di impostare i limiti di allarme di temperatura.

3 - Enable/disable scanner functions (Abilita/disabilita le funzioni di scansione):
Permette di abilitare o disabilitare le funzioni di scansione delle celle (Voltage Scanner), di invio della corrente di correzione (Boost Process) e di scarica delle celle (Discharge Test). Se la funzione di scansione è disabilitata, il sistema rimane inattivo e quindi non esegue le operazioni di controllo delle batterie. Se la funzione Boost Process è disabilitata, il sistema non esegue il bilanciamento dei monoblocchi. Infine, se la funzione Discharge Test è disabilitata, il sistema non esegue le misure di scarica e quindi non può essere calcolato il tempo rimanente di sostentamento del carico (gli amperora residui).

4 - Set date and time (Impostazione della data e dell'ora):
Vi permette di impostare la data e l'ora che verrà stampata su tutti i dati memorizzati.

5 - Set password (Impostazione della password):
Vi permette di definire la password con la quale potete evitare che personale non autorizzato possa cambiare i parametri. Notate che la password introdotta attraverso il computer esterno è diversa da quella inserita attraverso la tastiera del sistema e le due password sono indipendenti. La password inserita dal computer esterno protegge solo le operazioni che si possono eseguire da quel computer.

Vi verrà chiesto di inserire 6 caratteri, e quindi di riscrivere la password in modo da poterne verificare la correttezza.

7 - Unscheduled tests and logs (Test e salvataggi non preventivati):
Vi permette di eseguire un test di risposta non preventivato (opzione 1) e di salvare su disco i valori di misura delle tensioni dei monoblocchi (opzione 2) senza dover aspettare che scada il tempo impostato.

8 - Display/print log reports (Visualizza/stampa i rapporti di salvataggio):
Vi permette di vedere prima i file di dati salvati su disco senza doverli scaricare sul computer. Vi permette inoltre di stampare i file di dati direttamente dal sistema AutoCap (se è collegata una stampante al sistema).
Le opzioni dalla 1 alla 4 vi permettono di vedere i file una pagina alla volta, mentre le opzioni dalla 5 alla 8 presentano i dati di seguito senza interruzione di pagina. Le opzioni dalla A alla D permettono di inizializzare le funzioni di stampa per uno specifico file.

9 - System utilities (Funzioni di gestione dei dati):
Vi permette di cancellare i file di dati senza dover uscire dal programma e andare in DOS, e quindi interrompere momentaneamente le operazioni che sta eseguendo il sistema. Questa funzione può essere protetta con una password. Potete inoltre vedere il numero della versione del software che state utilizzando sul sistema AutoCap e, infine, potete tornare al prompt di DOS per trasferire i file.

Questo collegamento può essere realizzato mediante una porta seriale direttamente collegata tra computer e computer o mediante un modem. Il modem è opzionale.

1. Eseguite i collegamenti al sistema AutoCap come descritto nella sezione 6.1.

2. Dal Main Menu selezionate l'opzione #9 (System Utilities), poi X per uscire dal programma e apparirà il prompt DOS.

3. Digitate A:

4. Digitate TRANSFER/R C:\BATMGR.EXE

5. Premete il tasto Pag (Page Up)

6. Selezionate XMODEM

7. Digitate A:\BATMGR.EXE oppure B:\BATMGR.EXE a seconda del driver che usate sul vostro computer.

8. Dovreste vedere la barra di progressione che indica la percentuale di file trasferito; un bip vi avvertirà alla fine del trasferimento.

IMPORTANTE: Terminato il trasferimento del file dovete riavviare il sistema. Per eseguire questa operazione o scrivete AUTOEXEC dal prompt C:>.oppure spegnete e quindi accendete nuovamente il sistema AutoCap.

· ALARM.LOG

· TREND.LOG

· SYSTEM.LOG

· DISCHRG.LOG

Leggete le Appendici per avere una descrizione dettagliata di questi file. Per trasferire questi file sul vostro computer utilizzando il software ProCom Plus dovete:

1. Collegare il computer al sistema AutoCap come descritto nella sezione 6.1

2. Dal Main Menu selezionare l'opzione #9 (System Utilities) e quindi selezionare X per uscire dal programma.

3. Digitare A:

4. Digitare TRANSFER/S C:\NOMEFILE

Esempio: TRANSFER/S C:\ALARM.LOG

5. Premere il tasto Pag (Page down)

6. Selezionare XMODEM

7. Digitare la destinazione del file (la directory in cui deve essere inserito) e il nome con cui volete sia salvato:

Esempio: C:\ALARM.LOG

8. Dovreste vedere la barra di progressione che indica la percentuale di file trasferito; un bip vi avvertirà alla fine del trasferimento.

IMPORTANTE: Terminato il trasferimento del file dovete riavviare il sistema. Per eseguire questa operazione o scrivete AUTOEXEC dal prompt C:>.oppure spegnete e quindi accendete nuovamente il sistema AutoCap.

IMPORTANTE: Terminato il trasferimento del file dovete riavviare il sistema. Per eseguire questa operazione o scrivete AUTOEXEC dal prompt C:>.

NOTA: Se spegnate il computer perdete il collegamento con il modem, in quanto il sistema esegue l'inizializzazione del modem ogni volta che viene riattivato.

Dovrete quindi riappendere e ricomporre il numero di chiamata se volete riprendere le operazioni con il modem.

TARATURA DELLA TENSIONE
Nel caso che il sistema non legga la corretta tensione, proseguite con i seguenti passi:

1. Utilizzando un multimetro calibrato, misurate la tensione della prima cella o monoblocco.

2. Confrontate la lettura del multimetro con la misura che si legge sullo schermo LCD o sullo schermo del computer esterno.

3. Trovate i potenziometri (pot) sulla scheda analogica (la seconda scheda dal basso).

4. Trovate il potenziometro più a sinistra (vedere la figura 8).

5. Usando un piccolo cacciavite, girate il potenziometro in senso antiorario per diminuire la tensione, mentre girate il potenziometro in senso orario per aumentare la misura di tensione eseguita dall'AutoCap fino a che le due letture non sono identiche.

6. Se arrivate a fine corsa del potenziometro e non potete aumentare ulteriormente la tensione, utilizzate il parametro cell voltage (Multiplier).

Se usate la tastiera del sistema, questo parametro può essere modificato entrando nel seguente menu: System Controls System Setup Control Variables Rdng Cal Cell Voltage.

Se usate un computer esterno, potete trovare questo parametro nel menu: Configuration and Setup Edit Control Variables

7. Cambiate il valore di questa variabile in modo che la lettura diventi corretta. Aumentando il parametro Cell Voltage aumentate le letture di tensione visualizzate dall'AutoCap e vice versa. E' sufficiente cambiare i decimali del parametro per eseguire la taratura.

IMPORTANTE: Fatte attenzione ad evitare che la punta del cacciavite, di metallo, vada a toccare altri componenti oltre al potenziometro e che non scivoli sulla scheda in quanto potreste interrompere delle piste.

TARATURA DI CORRENTE
Nel caso che l'AutoCap non misuri correttamente la corrente, proseguite con i seguenti passi:

1. Utilizzando un amperometro calibrato, misurate la corrente di scarica.

2. Confrontate questa misura con quella eseguita dall'AutoCap.

3. Utilizzate il parametro Current (Multiplier) per regolare la lettura di corrente.

Se usate la tastiera del sistema, questo parametro può essere modificato entrando nel seguente menu: System Controls System Setup Control Variables Rdng Cal Battery Current.
Se usate un computer esterno, potete trovare questo parametro nel menu: Configuration and Setup Edit Control Variables

4. Cambiate il valore di questa variabile in modo che la lettura diventi corretta. Aumentando il parametro Battery Current aumentate le letture di corrente visualizzate dall'AutoCap e vice versa.

1. Controllare che i fusibili sulle linee siano inseriti.

2. Controllare che la funzione di scansione della tensione sia abilitata.

3. Controllare che il selettore PCB sia connesso alle schede di collegamento.

4. Ascoltare il selettore, per capire se commuta.

5. Mediante un multimetro, controllate i fusibili F28 e F29 della scheda del selettore. Controllate che la resistenza dei fusibili non sia infinita. Fatte attenzione a non cortocircuitare un fusibile con un altro o con dei componenti vicini.

6. Controllate che il sistema sia alimentato a 220 VAC attraverso il terminale di alimentazione.

La lettura su ventiquattro canali è zero.

1. Controllare che il selettore PCB sia connesso alla scheda di collegamento. Il connettore in basso è relativo ai primi 24 canali, il successivo collega il secondo gruppo di 24 canali, ecc.. Ogni stringa di batterie inizia da un nuovo selettore.

2. Mediante un multimetro, controllate i fusibili F28 e F29 della scheda del selettore. Controllate che la resistenza dei fusibili non sia infinita.

3. Controllate la posizione degli switch sulla scheda del selettore. L'impostazione corretta è descritta nella figura 7.

Le letture su due canali adiacenti sono a zero.

1. Controllate i fusibili sulle linee dei canali relativi. Controllate anche i fusibili dei canali adiacenti.

2. Controllate le tensioni sulle schede di collegamento relative a questi canali.

3. Controllate i fusibili sulla scheda del selettore relativi a questi canali.

La lettura su un canale è zero.

1. Controllate che i due canali adiacenti non leggano zero.

2. Controllate che i collegamenti tra i due monoblocchi adiacenti siano eseguiti correttamente.

3. Sostituite la scheda del selettore corrispondente a questo canale e contattate il rappresentante di zona dell'AutoCap (P.Q.S. S.r.l.).

Le letture di tensione non corrispondono alle letture eseguite con un multimetro.

E' necessario eseguire la calibrazione del sistema: vedere il Capitolo 7.0.

Un fusibile della scheda del selettore continua ad interrompersi.

Controllate che gli switch che permettono di impostare l'indirizzo della scheda siano impostati correttamente e che non siano presenti due schede con lo stesso indirizzo. Vedere la figura 7.

Continuano ad attivarsi gli allarmi di tensione.

1. Controllate che l'impostazione degli allarmi sia corretta in relazione alle celle o ai monoblocchi della batteria. Lasciate che le tensioni di monoblocco possano avere una certa libertà di fluttuazione.

2. Controllate la calibrazione.

3. Controllate che la lettura sui canali non sia zero; in questo caso leggete la precedente sezione.

Continuano ad attivarsi gli allarmi di temperatura

1. Controllate che gli allarmi non siano causati da un innalzamento della temperatura.

2. Controllate le impostazioni relative agli allarmi di temperatura.

3. Controllate che la lettura sui canali non sia zero; in questo caso leggete la precedente sezione.

Il sistema non esegue il test di risposta.

Se il sistema è stato attivato, o ha sostenuto un carico, nelle ultime 24 ore, il test di risposta è automaticamente disabilitato.

Il sistema non riesce a bilanciare i monoblocchi

1. Controllate che lo scostamento di bilanciamento sia sufficientemente stringente.

2. Controllate che il processo di boost sia abilitato.

3. Collegate un voltmetro ai capi della resistenza R6 sulla scheda di alimentazione. Attivate il test di risposta. Il test non verrà attivato immediatamente anche se sullo schermo apparirà il messaggio di inizio del test. Capirete che il test è iniziato perché la frequenza di test delle tensioni di cella aumenterà. Ascoltate i relè commutare, l'intervallo tra una commutazione e l'altra dovrebbe diminuire. Ricordatevi che devono essere trascorse almeno 24 ore dall'ultima scarica o dalla messa in attività del sistema. Misurate la tensione ai capi della resistenza durante il test di risposta. Se rimane uguale a zero, significa che non viene generata la corrente di boost.

4. Se non passa la corrente di boost, controllate che il connettore J3 sulla scheda digitale sia collegato.

5. Controllate che i due fusibili sulla linea di alimentazione per la corrente di boost non siano aperti. Essi si trovano vicino al connettore J3 sulla scheda multifunzione. Probabilmente dovrete spostare la pila di schede.

Le letture di corrente non sono corrette

Il sistema deve essere ricalibrato; vedere il Capitolo 7.0.

La stima del tempo di scarica non è corretta.

1. Questo problema può essere dovuto al fatto che il sensore di corrente non è più calibrato, oppure che è stato impostato un errato fattore di correzione delle letture di corrente, o che la curva di scarica non è corretta.

2. Controllate che il sensore di corrente sia calibrato e correttamente funzionante.

3. Le caratteristiche della scarica di una batteria fornite dalla AutoCap presuppongono che la batteria sia nuova. Qualora non fosse così, potete utilizzare il fattore di scarica della batteria Battery discarge rating. Dovete recuperare i dati della scarica e compararli con i dati contenuti nel file BATCURVE.TXT che si trova nel drive C: del sistema AutoCap. Questo file è costituito da due colonne: la prima contiene il tempo in minuti e la seconda la corrente in ampere. Dopo aver confrontato le caratteristiche di scarica della vostra batteria con le caratteristiche di una batteria nuova, potete variare la curva ideale in modo da renderla corrispondente a quella della vostra batteria. Un rapporto di 100 è un fattore di scala 1 a 1.

Lo schermo LCD mostra due linee bianche.

1. Provate a sentire se i relè commutano. Se così è, vuol dire che il sistema è in funzione.

2. Collegate un computer esterno al sistema. Se riuscite a collegarvi e vedete le videate giuste, allora il sistema funziona correttamente e il problema è legato allo schermo.

3. Se invece non riuscite ad eseguire il collegamento, lasciate collegato il computer esterno e spegnete e accendete nuovamente il sistema. Guardate sullo schermo del computer esterno i comandi del file autoexec.bat.

4. Controllate che le tensioni sui condensatori della scheda di alimentazione siano corrette. Questi condensatori sono etichettati con C11, C12, C13. Su C13 dovete leggere una tensione di 5 Volt, mentre su C11 e C12 devono esserci 12 Volt

L'AutoCap lavora come se un tecnico di manutenzione lavorasse in modo incredibilmente veloce, passando da un monoblocco al successivo misurando le tensioni, la temperatura ambiente ed eseguendo periodicamente i test scrivendo poi i risultati nei report.
Il sistema AutoCap indirizza ogni canale separatamente assegnando ad ognuno di essi un relè di commutazione. Un canale è definito come una unità di monitoraggio che può essere costituita da uno a sei canali, in genere è un monoblocco. Il sistema chiude in sequenza i relè, legge la tensione ai capi del monoblocco relativo o inietta la corrente di bilanciamento nella batteria. Contemporaneamente, il sistema controlla la temperatura della batteria e dell'ambiente e verifica le condizioni di scarica. Ad intervalli fissi, definiti dall'utente, il sistema memorizza i dati dell'intera batteria in un dispositivo di memoria non volatile, l'hard disk del sistema.

Come fa ad equalizzare le tensioni delle batterie?

Ogni volta che il sistema completa la scansione della stringa di batteria, calcola la tensione media delle misure eseguite durante la scansione e quindi "forza" una corrente in quei canali con tensione più bassa rispetto alla media e per i quali il rapporto tra la differenza della tensione letta e la media delle tensioni diviso la media stessa è superiore allo scostamento di bilanciamento definito. Lo scostamento è espresso in percentuale. Supponiamo che tale scostamento sia uguale a 3. Una volta completata la scansione, il sistema considera quei canali che si trovano ad una tensione del 3% inferiore alla media calcolata. A questi canali applica una corrente per tre secondi ciascuno. Quindi esegue nuovamente la scansione, o passando alla stringa successiva, se esiste, o ripetendo la scansione della stessa stringa.
Utilizzando questo algoritmo, L'AutoCap non può mai sovraccaricare le batterie, in quanto la carica di ogni singolo monoblocco dipende dalla media della stringa che viene mantenuta costante dal carica batterie.

Utilizzando l'AutoCap, potrei avere poi bisogno di equalizzare la carica delle batterie?

No.

Quanto tempo è necessario all'AutoCap per equalizzare le batterie?

La risposta a questa domanda non è univoca in quanto il tempo necessario per equalizzare le batterie dipende da due fattori: la capacità in amperora della batteria e il grado di sbilanciamento delle celle. In genere il bilanciamento avviene in un tempo compreso tra uno e dieci giorni. Tenete conto che le batterie potrebbero aver bisogno di un ulteriore aiuto.

Quali sono i vantaggi che derivano dall'avere equalizzato le batterie?

Il carica batterie viene collegato alla batteria per mantenere costante la tensione ai capi dell'intera stringa di celle. Supponete di disporre di una stringa di 60 monoblocchi e che ciascun monoblocco sia costituito da una cella. Il carica batterie mantiene una tensione costante di 135 Volt. In una situazione reale, alcune celle possono trovarsi al di sopra o al di sotto della tensione nominale di 2.25 Volt.
Quando un monoblocco viene sovraccaricato, produce gas. Nel caso di batterie con elettrolito liquido, diventa necessario aggiungere acqua alla batteria. Se la batteria ha una valvola di regolazione, si ha il fenomeno dell'essicazione.
Se una batteria non è completamente carica, non riesce a sviluppare la capacità in amperora per cui è stata progettata. Mantenendo invece le batterie in una condizione di equilibrio relativo, potrete disporre di tutta la capacità prevista. Siccome è sufficiente che una sola cella sia rovinata per impedire che l'intera stringa possa erogare la corrente richiesta, è indispensabile che tutti i monoblocchi siano in condizioni identiche.

Cos'è il test di risposta?

Misurando la tensione di mantenimento, il sistema AutoCap può dare all'utente un'ottima indicazione della salute delle batterie; questo comunque non è un test attivo.
Durante il test di risposta, il sistema indirizza un canale, applica la tensione di boost alla batteria e misura la corrente che la batteria e le connessioni ad essa associate possono accettare. Questa misura viene riflessa nel numero di risposta. Qualsiasi cambiamento nello stato di salute della batteria sarà riflesso in un pari cambiamento di questo numero.
Molti sono i fattori che possono influenzare la lettura della risposta. La qualità dei collegamenti, la temperatura della batteria, la resistenza interna, lo stato di carica della batteria. A causa di questi fattori, una stringa di batterie avrà un suo campo di valori della risposta. Le letture delle risposte possono risultare decisamente poco regolari, ma non possono cambiare se non è cambiato un parametro della batteria. Per questo motivo, il sistema AutoCap salva automaticamente i risultati dei test di risposta di ogni canale in modo da poter confrontare ogni nuova lettura con un valore "corretto" relativo ad ogni monoblocco. Se la nuova lettura differisce dal valore corretto oltre la deviazione dal trend di risposta (Response Trend Deviation) viene attivato l'allarme di trend (Trend Alarm).

Come può l'AutoCap capire che le batterie si stanno scaricando?

L'AutoCap ha due vie per comprendere che le batterie stanno sostenendo un carico. Prima di tutto l'AutoCap sente quando manca l'alimentazione per la corrente di boost. Questo viene interpretato come una mancanza dell'alimentazione di rete, per cui si suppone che siano dovute intervenire le batterie. L'AutoCap, inoltre, misura la corrente che attraversa le batterie attraverso un sensore di corrente ad effetto Hall collegato sulla linea di scarica delle batterie.

Come viene calcolata la capacità residua della batteria?

Per calcolare questo parametro sono necessarie due informazioni: la corrente che la batteria fornisce al carico e la curva di scarica delle batterie. La curva di scarica è costituita da un file di testo in cui sono contenute due colonne. Nella prima sono elencate le correnti in Ampere, mentre nella seconda ci sono i tempi di scarica corrispondenti. Se il sistema trova questo file nel drive C:>, può essere calcolata automaticamente la capacità residua di quella batteria in funzione del carico che deve mantenere.
Il sistema misura la corrente di scarica, calcola quanti ampere vengono erogati dalla batteria e, mediante la curva di risposta, calcola per quanti minuti può ancora essere sostenuto questo carico.
Le informazioni sulla scarica fornite dalla AutoCap si basano sulle curve fornite dai produttori di batterie che si utilizzano. Tali curve saranno tanto più accurate quanto più nuove sono le batterie. Per tenere conto dell'usura delle batterie, il sistema AutoCap permette di modificare un fattore di scala mediante il quale si possono rendere più attendibili le curve di risposta. Per essere sicuri della corrispondenza tra le curve di risposta e le vostre batterie, potete utilizzare i dati di scarica ottenuti attraverso il monitoraggio. Per maggiori informazioni contattate l'AutoCap.

Perché devono essere istallate due sonde di temperatura?

La temperatura è un parametro molto importante nelle prestazioni delle batterie. Il sistema AutoCap misura sia la temperatura ambiente sia la temperatura di un monoblocco. Viene emesso un allarme se una di queste misure supera un limite definito dall'utente. Le letture di temperatura vengono poi immesse in un file per poter eseguire successivamente una valutazione delle variazioni di temperatura ed eseguire un confronto di tali dati con l'attività e lo stato delle batterie.

Come posso fermare un allarme?

Gli allarmi possono essere riconosciuti entrando nella videata Alarm Processing. Premendo l'asterisco due volte viene riconosciuto l'allarme visualizzato e, se le condizioni che hanno generato l'allarme sono state eliminate, si passa all'allarme successivo.

E' possibili eseguire il monitoraggio dell'AutoCap usando il software esistente?

Si può accedere alla porta standard attraverso un terminale ANSI (VT100) sotto Windows 3.1 o Windows95 usato come terminale; si tenga conto che l'applicativo Hyper Terminal di Windows95 non permette di trasferire i file. L'utente può vedere le letture eseguite dal sistema, rivedere i dati memorizzati ed impostare i parametri del sistema attraverso un collegamento diretto o un collegamento via modem. Può essere collegato alla porta seriale del sistema un modem a 28.8 in modo da poter accedere mediante Windows, o attraverso un software di comunicazione, alla linea commutata pubblica e comunicare così con il sistema in remoto. Il software di comunicazione consigliato è ProCom Plus in quanto consente di trasferire i file da e per il sistema.

Cosa succede se ci si dimentica di trasferire e archiviare i dati memorizzati?

Il sistema cancella automaticamente i dati più vecchi di ogni file che sta per raggiungere i limiti di capacità di immagazzinamento del disco rigido, mentre i dati più recenti non vengono alterati.

Esiste una interfaccia grafica (GUI) per l'AutoCap?

Il sistema è dotato di una porta di comunicazione dedicata a questa applicazione che risponde a sistemi esterni utilizzando il nostro protocollo. La Power Distribution Inc. ha sviluppato un software per Windows95 dedicato al sistema AutoCap. La PDI può inoltre fornire la scheda di adattamento che permette di collegare l'AutoCap a diversi "Sistemi di Monitoraggio di Sito".

Cosa succede se aumenta il numero di monoblocchi o stringhe di batterie da monitorare?

Siccome ogni "modulo di selezione" permette di commutare fino a ventiquattro canali, è possibile aggiungere o eliminare dei canali con la stessa tensione all'interno del range dei canali esistenti, senza dover cambiare alcunché all'hardware. Se i canali da aggiungere sono molti, dovete notificare all'AutoCap il vostro piano di ristrutturazione in modo che possa fornirvi i componenti necessari. Un sistema non può essere composto da più di 9 stringhe di batterie parallele.

Il 1 Gennaio 2000, il computer si autodisintegrerà?

No.

SCOSTAMENTO DI BILANCIAMENTO: Una differenza percentuale tra la tensione di un monoblocco e la tensione media dei blocchi di una stringa. A quei monoblocchi la cui tensione è minore della medie di scostamento di bilanciamento viene iniettata la corrente di boost.

COEFFICIENTI DI CALIBRAZIONE: Un numero adimensionato che permette di calibrare le letture di corrente e di tensione.

DB: Si riferisce ad un connettore di tipo D-SUB. Il nome deriva dal fatto che il connettore ha la forma della lettera D.

SENSORE DI CORRENTE AD EFFETTO HALL: Un sensore di corrente che viene chiuso ad anello attorno al conduttore sul quale avviene la scarica della batteria. Il campo magnetico generato dalla corrente di scarica induce una tensione nel sensore proporzionale a tale corrente.

LCD: Liquid Crystal Display (Schermo a cristalli liquidi). E' lo schermo montato nella parte frontale del sistema.

PIGTAIL: L'insieme del connettore e dei cavi che permette di collegare i terminali della batteria con i cavi di collegamento. E' costituito da un terminale ad anello, da un cavo di collegamento di lunghezza ridotta e da un porta fusibile in serie con la linea del collegamento.

SCHEDA DI DISTRIBUZIONE DELL'ALIMENTAZIONE: La prima scheda circuitale nella pila di schede all'interno dell'AutoCap. Questa scheda controlla le funzioni che richiedono l'erogazione di potenza da parte del sistema.

TREND DI RISPOSTA: La risposta ideale di un canale dato.

SCOSTAMENTO DAL TREND DI RISPOSTA: La differenza tra una lettura della corrente del test di risposta e il trend di risposta. I monoblocchi che presentano una deviazione superiore allo scostamento del test di risposta impostato, attivano un allarme.

STRINGA: Un collegamento in serie di monoblocchi uguali, in cui il terminali negativo di una batteria viene connesso al terminale positivo della batteria successiva. Ciò permette di impostare la tensione della stringa al valore desiderato: è sufficiente costruire una stringa con un numero adeguato di monoblocchi.

SHUNT: Un dispositivo in linea che misura una caduta di potenziale calibrata quando la corrente di scarica lo attraversa. Questa tensione viene usata come indicazione della corrente di scarica.

INTERVALLO DEI TEST: L'intervallo temporale tra un test automatico e il successivo. Viene misurato in ore per tutti test che possono essere eseguiti con l'AutoCap.

FATTORE DI SCALA DI TENSIONE: Un numero adimensionato che permette di tenere conto delle variazioni di resistenza del potenziometro posto sulla scheda multifunzione. Questo numero è uguale a 1 se le celle o i monoblocchi su cui avviene la misura sono da 2.2 Volt e cresce proporzionalmente al crescere della tensione da monitorare (2 per celle a 4.4V, 3 per celle a 6.6V, ecc.).

ALARM.LOG

11/08/96 09:22:04 System Start/Initialization (Inizializzazione/Avvio del sistema)

11/11/96 16:22:04 Primary power failed (Alimentazione principale inutilizzabile)

11/11/96 18:04:37 Primary power restored (Alimentazione principale nuovamente disponibile)

11/14/96 12:55:36 Cell Alarm 1005 2.004V < 2.010 (Superamento allarme di cella)

11/14/96 12:55:40 Cell CLEARED 1005 Alarm condition cleared (La condizione che ha attivato l'allarme non esiste più)

11/14/96 12:55:55 Cell ACKED 1005 Alarm acknowledged/silenced (Allarme riconosciuto e annullato)

11/14/96 13:07:07 Trend Alarm 1007 trend 5 > 3 (Allarme di trend)

11/14/96 13:07:17 Trend ACKED 1007 Alarm acknowledged/silenced (Allarme riconosciuto e annullato)

11/14/96 14:04:15 Cell CLEARED 1004 Alarm condition cleared (La condizione che ha attivato l'allarme non esiste più)

SYSTEM.LOG

11/05/96 09:26:48 BATTERY VOLTAGE MEASUREMENTS (Misure di tensione di batteria)

STRING 1 voltage is 9.00 (la tensione sulla stringa 1 è di 9.00)

(Min 2.24, Max 2.26, Ave 2.25) (Valore minimo massimo e medio)

001 2.25 002 2.26 003 2.25 004 2.24

Amperage 142, averaging 151 (Amperaggio e valore mediato)

11/05/96 09:26:48 TEMPERATURE MEASUREMENTS (Misure di temperatura)

DISCHRG.LOG

11/07/96 10:15:54 STRING 1 VOLTAGE IS 9.00, CELL READINGS FOLLOW

001 2.25 002 2.26 003 2.25 004 2.24

11/07/96 10:15:54 DISCHARGE IS 144 Amps, 1.20 HOURS REMAINING

11/07/96 10:15:54 ACCUMULATED DISCHARGE IS 127 AmpHours

11/07/96 10:16:21 STRING 1 VOLTAGE IS 8.36, CELL READINGS FOLLOW

001 2.09 002 2.10 003 2.09 004 2.08

11/07/96 11:01:21 DISCHARGE IS 144 Amps, 0.95 HOURS REMAINING

11/07/96 11:01:21 ACCUMULATED DISCHARGE IS 163 AmpHours

TREND.LOG

05/08/96 12:29:48 STRING 1 CELL RESPONSE DATA FOLLOWS

001 98 002 97 003 99 004 93

Introduzione
Da quando sono nate le batterie commerciali, le celle elettrochimiche vengono collegate assieme in serie per ottenere la tensione desiderata. I carica batteria, in genere, sono costituiti da un alimentatore in grado di generare una tensione costante e, entro certi limiti, regolabile in modo da poter essere adeguata alle necessità del carico che devono sopportare; in genere la tensione viene regolata ad un valore leggermente superiore in modo da fornire alle batterie una capacità supplementare di ricarica. In questo modo riescono a mantenere una carica di mantenimento su una stringa di batterie. I carica batterie più moderni permettono inoltre di limitare la corrente di scarica, di "equalizzare" la carica e di compensare le fluttuazioni di temperatura.L'uscita del carica batterie viene collegata ai terminali liberi della stringa di batterie e la tensione viene regolata in modo da fornire, secondo le indicazioni del costruttore, un valore fisso di "tensione di mantenimento". Man mano che le celle si caricano, la corrente assorbita dalla batteria, e prodotta dal carica batterie, diminuisce fino a quando, in una situazione ideale, tutta la corrente prodotta dal carica batterie viene assorbita dal carico collegato. Questa piccola quantità di corrente comune "di mantenimento" serve a sostenere la carica nel lungo periodo, ma non può dare indicazioni sulla differenza tra le celle.La pratica della carica isolata di ogni singola cella viene da tempo utilizzata da quegli utenti che conoscono bene i problemi legati alle batterie, e, d'altra parte, viene considerata dai produttori di batterie come il modo migliore per bilanciare la carica delle batterie di una stringa. Ovviamente, caricare e mantenere sotto controllo manualmente le celle, mediante interventi frequenti, non è possibile, se non altro perché il lavoro richiesto saturerebbe le risorse di tempo del personale addetto alla manutenzione degli impianti elettrici, impedendogli di eseguire altri compiti di vitale importanza. Caricando con precisione e in modo automatico le singole celle, si può garantire una maggiore affidabilità dell'impianto di alimentazione, evitando che si verifichino quei problemi che troppo spesso gli utilizzatori di batterie al piombo con valvola di regolazione (VRLA) hanno sperimentato.Oggi è disponibile la tecnologia appropriata per gestire automaticamente le batterie. Essa permette di fornire automaticamente una corrente di carica isolata ad ogni singola cella non completamente carica, di controllare le operazioni mediante un software per computer, di eseguire delle prove ed il monitoraggio delle celle con una frequenza prima impensabile.Nel seguito di questo articolo, considereremo che il carica batterie abbia un'uscita di tensione regolabile e costante.

Tensione di Cella
Siccome i produttori di batterie non possono sapere quante celle verranno collegate in serie per costituire la stringa, la tensione specificata, sotto varie condizioni, viene definita come "volt x cella". Questo termine permette all'utente di calcolare la tensione desiderata, semplicemente moltiplicando la "tensione di cella" specificata per il numero di celle impiegate in una stringa. Termini usati comunemente assieme a "tensione di cella" sono "Mantenimento", "Circuito Aperto", "Massimo", "Minimo", "Fine", "Equalizzazione", e "Nominale".
Quando il produttore specifica la "tensione di cella" si deve tenere conto di alcune considerazioni relative alle variabili cumulative, tra cui la capacità di regolazione del carica batterie, la temperatura e le differenze tra le celle che possono essere presenti già all'inizio, una volta uscite dalla fabbrica, oltre ad altre variabili che diventano progressivamente più importanti man mano che aumenta l'età di utilizzo delle batterie. Se si dovesse caricare una sola cella, il carica batterie a tensione fissa potrebbe essere regolato con precisione in modo che solo una piccola quantità di corrente continui, anche in condizioni di carica completa, a passare attraverso la batteria. Una volta che si trova in uno stato di carica, la cella avrebbe bisogno di una quantità di energia "di mantenimento" solo per contrastare la tendenza a scaricarsi. Queste sono le condizioni che hanno in mente i produttori di batterie quando specificano le condizioni di "volt x cella".

Contributi delle Variabili
Il circuito equivalente delle celle al piombo (Ref. 1) è una combinazione serie / parallelo complessa di resistenze, capacità e, in piccola parte, anche induttanze. Durante la ricarica di una stringa di batterie, le variabili possono differenziarsi leggermente durante i primi istanti, quando tutte le celle stanno convertendo l'energia elettrica in energia chimica. Durante questo processo, le piastre verticali di piombo, reagiscono con la corrente di carica e convertono la soluzione di elettrolito relativamente poco densa, in una soluzione più densa e con una concentrazione maggiore di acido solforico. Questa soluzione concentrata di acido tende a depositarsi sul fondo del monoblocco e a stratificarsi. Il graduale rimescolamento della soluzione non è costante e dipende da diversi fattori, come la struttura fisica del vaso che contiene il monoblocco, la velocità di carica e le condizioni delle superfici delle piastre di piombo. Durante questa fase della ricarica, la tensione ai capi della cella non può fornire informazioni dettagliate sul fenomeno che si sta verificando. La resistenza interna viene influenzata dalle condizioni delle piastre e dalla stratificazione della soluzione di acido. Quando viene fatta scorrere una corrente positiva di carica, la caduta di tensione ai capi della cella è proporzionale alla resistenza interna della cella (un valore superiore alla tensione normale). Quando viene fatta scorrere una corrente negativa di scarica, la stessa resistenza interna provoca una caduta di potenziale interna alla cella che risulta inversamente proporzionale a quella osservata durante la carica (un valore inferiore rispetto al valore nominale).Man mano che una cella raggiunge lo stato di carica totale, e quindi la condizione di massima concentrazione dell'elettrolito, diminuisce la quantità di carica assorbita e viene rallentato il processo di conversione. Ciò fa si che la tensione ai capi della cella aumenti in risposta alla corrente di carica della stringa, la quale diminuisce. A questo punto, le singole celle sono completamente cariche e la tensione è relativamente in grado di "variare" in conseguenza di un aumento della corrente di carica.

Carica Automatica di Ogni Singola Cella
Il sistema di gestione delle batterie per prima cosa misura la tensione delle celle ed individua le celle la cui carica è al di sotto dell'1 o 2 percento rispetto alla media della stringa. Viene automaticamente commutato il circuito di generazione della corrente di "boost" su quelle celle non completamente cariche; su tali celle viene imposta una corrente di carica addizionale di 2 Ampere per circa tre secondi. Il ciclo di monitoraggio e di bilanciamento viene ripetuto fino a che tutte le celle con una carica bassa non rientrano nei parametri di scostamento impostati. E' necessario il cablaggio di ogni terminale positivo di cella in modo da fornire la corrente separatamente. Siccome la media delle tensioni è fissa, in quanto è data dalla tensione prodotta dal carica batterie diviso il numero di celle, se la tensione di una cella poco carica viene innalzata, di altrettanto verrà abbassata la tensione su una cella troppo carica della stringa. In "breve" tempo, la tensione fissa della stringa viene ridistribuita. Con questa strategia, il sistema di gestione delle batterie non ha bisogno di intervenire sulle celle troppo cariche, ed è questo che differenzia il sistema AutoCap da quei dispositivi di "bilanciamento" delle celle che utilizzano uno shunt (Ref. 3) posto in parallelo alle celle troppo cariche forzandole semplicemente ad abbassare la tensione ai loro capi. (Questo metodo impedisce di rendersi conto della presenza di problemi quali la presenza di batterie ad alta impedenza o in circuito aperto.) Dopo ogni operazione di "boost" la tensione di ogni cella viene lasciata libera di trovare il suo livello di equilibrio.Siccome la potenza impiegata è molto bassa, questa azione di carica singola mediante corrente di "boost" ha bisogno di molti giorni per riportare tutte le celle entro i parametri di deviazione impostati, ma una volta che le celle sono bilanciate, il sistema rimane praticamente inattivo, limitandosi a correggere occasionalmente la deriva di una cella.Si può supporre che la capacità totale della batteria venga accresciuta dall'innalzamento permanente e naturale delle tensioni di quelle celle che altrimenti non verrebbero adeguatamente caricate.Quando una cella dimostra di essere in grado di accettare la corrente di carica ed è in grado di rimanere ad un livello elevato di tensione, si può essere sicuri che, durante la scarica, l'energia accumulata verrà erogata in modo efficiente. (Ref. 1)

Dati Sperimentali
Un gruppo di 60 celle in grado di erogare 670 Amperora, sono state tenute sotto osservazione. I risultati della campagna di misura hanno permesso di scoprire che la gran parte delle celle presentava una deviazione rispetto alla media della stringa dell'uno percento, mentre 14 celle erano poco caricate mostrando una deviazione del quattro percento rispetto la media. E' stato installato un sistema di gestione delle batterie in grado di caricare singolarmente le celle per sei giorni consecutivi. Misure successive hanno mostrato che tutte le celle con carica bassa hanno manifestato un aumento della tensione tale da riportarle entro i limiti di deviazione dell'uno percento. Questo risultato è stato ottenuto senza l'utilizzo di dispositivi elettronici artificiali di aggancio posti ai capi delle celle. (Ref. 3)

Celle Multiple Sotto Carica "Equalizzata" Tradizionale
Durante la "carica equalizzata", l'uscita di tensione costante del carica batterie viene aumentata in modo da forzare una corrente di carica attraverso l'intera batteria, così da caricare completamente le celle con tensione bassa. Questo procedimento è altamente inefficiente per gli stessi fattori discussi in precedenza. Le celle con elevata resistenza interna, raggiungono semplicemente una tensione più elevata e si sovraccaricano, mentre le celle a bassa resistenza vengono influenzate pochissimo. Tutti i benefici apportati alle celle poco cariche sono controbilanciati dai danni apportati alla già fragile resistenza delle celle. Le celle con una elevata resistenza interna mostrano una tensione relativamente elevata durante la carica e tendono a scaldare. Queste celle saranno certamente quelle che mostreranno di disporre di una capacità bassa, prima di tutto perché l'elevata resistenza è causata da una bassa quantità di elementi attivi sulle piastre, che limita il fattore di capacità, assieme ad altri fattori come lo stato di carica e la temperatura. Il carica batterie non è in grado di comprendere come viene distribuita lungo la stringa la tensione che applica alla batteria completa, per cui alcune celle ad alta resistenza interna vengono sovraccaricate e le celle a bassa resistenza vengono scaricate. (Ref. 1) Le celle sovraccariche producendo gas ed essicazione, si deteriorano perdendo capacità. Le celle poco cariche dispongono di poca capacità e tendono a subire il fenomeno della solfatazione.

Carica delle Celle al Piombo con Valvola di Regolazione (VRLA)
Le batterie VRLA sigillate sono veramente inaffidabili rispetto a quelle a vaso aperto. Ciò è causato da molti fattori la cui discussione esula dallo scopo di questo articolo. Una ovvia limitazione è che l'elettrolito non può essere sostituito e si verifica il fenomeno dell'essicazione della cella, quando questa viene caricata troppo. La densità di una cella VRLA è progettata per rimanere elevata e più severamente controllata rispetto ad una cella aperta, e il vaso che la contiene è più ermetico. La temperatura ambiente e quella interna della cella sono parametri critici in quanto il vaso è sigillato e non è quindi facile rilevare la pressione interna dei gas. Una condizione nota come "Fuga Termica" è un problema veramente serio quando la temperatura della cella aumenta a causa delle condizioni ambientali o in seguito al riscaldamento dovuto all'eccesso di carica. Caricando singolarmente in modo automatico le singole celle, si può effettivamente evitare questa condizione in quanto la tensione dei terminali di ciascuna cella è maggiormente vicina alla tensione nominale di carica.

Conclusioni

1. Esiste un numero elevato di variabili complesse che giocano un ruolo determinante durante la carica in mantenimento di una batteria.

2. Un carica batterie a tensione fissa, collegato ai capi della stringa di monoblocchi, non è in grado di distinguere le variabili che influenzano lo stato di carica delle singole celle collegate in serie.

3. Un sistema di monitoraggio e di ricarica delle singole celle può distinguere le differenze e agire in modo da correggere i problemi di carica causati dalle variabili delle celle, durante la carica di mantenimento.

Riferimenti

1. "Float Behavior of the Lead-Acid Battery System"- Paul C. Miller, J. Wiley & Sons,

2. "Prolonged Useful Life and Redllced Maintenance of Lead-Acid Batteries by Means of Individual Cell Voltage Regulators", Bjorkstrom, L. and S., INIELLEC 1984

3. ''Individula1 Cell Equalizer (ICE) for Reliable Battery Performance", INTELLEC 1991