工控系統(tǒng)供電的UPS解決方案

1.控制系統(tǒng)UPS選用

企業(yè)生產(chǎn)線的自動化控制系統(tǒng)一般由二級工控機(jī)和現(xiàn)場工作站(PLC、DSC)構(gòu)成，如何為上述設(shè)備提供一個良好可靠的電源環(huán)境，是保證自動化控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。為此要求所選用的UPS必須能向處于運(yùn)行中的各種關(guān)鍵設(shè)備(工控機(jī)、PLC、DSC、智能儀表等)的硬件木身提供供電安全保護(hù)，這就意味著用戶所選用的UPS應(yīng)該是可配置上相應(yīng)電源監(jiān)控軟件，SNMP(網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)適配器的智能化UPS。以使UPS成為自動化控制系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。

由于后備式和在線互動式UPS在應(yīng)用上的局限性，考慮到自動化控制系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中的重要性，不考慮后備式和在線互動式UPS。根據(jù)負(fù)載設(shè)備的擺放位置，選用大容量的UPS集中供電方案。其原因是:

1)大容量的UPS的平均無故障時間較長，一般大于200000h，故障率較低。

2)UPS的每單位千伏安的價格，隨著UPS容量的增大而下降。

3)大容量UPS方便管理，維護(hù)較有保障。

4)有利于用戶更經(jīng)濟(jì)合理地使用蓄電池。

根據(jù)用戶的不同配送電系統(tǒng)選用不同的UPS機(jī)型，以適應(yīng)用戶配送電系統(tǒng)帶載能力的要求。由于大部分工業(yè)企業(yè)的用電環(huán)境波動較大，選用允許市電電源波動范圍大的UPS機(jī)型，可以更好地適應(yīng)市電電網(wǎng)惡劣的供電環(huán)境。

選用UPS過載能力強(qiáng)和具有優(yōu)良抗輸出短路能力的機(jī)型，只要UPS執(zhí)行市電交流旁路供電與逆變器供電之間的切換操作，就總是存在著出故障的概率。顯然，UPS抗過載能力越強(qiáng)，客觀上UPS作上述切換的機(jī)會就越少，隨之而來的是UPS的故障率越低。要配置有適當(dāng)?shù)目顾矐B(tài)浪涌抑制器，以便更好地保護(hù)控制設(shè)備。

選用UPS輸出中線對地線電位低的機(jī)型，可以獲得盡可能高的數(shù)據(jù)傳輸速率，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率。根據(jù)用戶集中監(jiān)控系統(tǒng)不同級別的要求，組成具有不同網(wǎng)控功能的智能化UPS系統(tǒng)。為了維護(hù)管理上的方便及確實管理好UPS的運(yùn)行，監(jiān)控部分必須操作簡便且為全中文顯示。

由上所述，在這里針對軋鋼系統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)設(shè)備選用了兩臺臺達(dá)的H系列UPS。因為UPS雖然可靠性很高，一般單臺UPS的平均無故障時間在l0萬小時以上，但由于供電條件的變化，UPS本身電器裝置的老化，個別元件過早失效等都會引起UPS故障。由于自動化控制系統(tǒng)屬于整個生產(chǎn)線的中樞系統(tǒng)，為了保證其穩(wěn)定及高可靠地工作，采用了雙機(jī)熱備份，即冗余技術(shù)，其技術(shù)應(yīng)用如下:

1)可靠性比單機(jī)高，達(dá)到雙重安全保障。

2)停電時，一部UPS故障，另一部仍可提供高質(zhì)量的供電。

3)維護(hù)時，仍保持UPS的正常功能。

4)兩臺UPS壽命皆延長。

備機(jī)(UPS1)的輸出端接至主機(jī)(UPS2)的旁路電源輸入端，并將兩臺UPS的交流電源輸入端接至同一市電電源，如圖所示。正常工作時，由主機(jī)(UPS2)提供給負(fù)載電源。當(dāng)主機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障，如門巳電壓過低、過熱、逆變器輸出電壓超出允許范圍、逆變器失效等，或者主機(jī)由蓄電池供電時，蓄電池電量耗盡，此時UPS2會發(fā)出告警，UPS輸出端靜態(tài)開關(guān)會自動切換至旁路，由UPS1的逆變輸出提供負(fù)載所需電源。

當(dāng)異常狀況消除后，靜態(tài)開關(guān)會自動從旁路(UPS1)轉(zhuǎn)入UPS2的逆變器輸出端，此時由主機(jī)(UPS2)繼續(xù)為負(fù)載提供電源。

在停電、一部UPS故障、系統(tǒng)維護(hù)等情況發(fā)生時，靜態(tài)開關(guān)的切換有嚴(yán)密的電路控制，確保不會在切換時有任何斷電情況發(fā)生。

熱備份機(jī)的結(jié)構(gòu)可確保負(fù)載設(shè)備不會在市電停電或因UPS故障而斷電，以確保負(fù)載設(shè)備不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失、設(shè)備損壞、降級使用、系統(tǒng)崩潰等問題。