工控系統供電的UPS解決方案

1.控制系統UPS選用

企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化控制系統一般由二級工控機和現場(chǎng)工作站(PLC、DSC)構成，如何為上述設備提供一個(gè)良好可靠的電源環(huán)境，是保證自動(dòng)化控制系統安全可靠運行的基礎。為此要求所選用的UPS必須能向處于運行中的各種關(guān)鍵設備(工控機、PLC、DSC、智能儀表等)的硬件木身提供供電安全保護，這就意味著(zhù)用戶(hù)所選用的UPS應該是可配置上相應電源監控軟件，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(dòng)化控制系統監控網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)節點(diǎn)。

由于后備式和在線(xiàn)互動(dòng)式UPS在應用上的局限性，考慮到自動(dòng)化控制系統在企業(yè)生產(chǎn)中的重要性，不考慮后備式和在線(xiàn)互動(dòng)式UPS。根據負載設備的擺放位置，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(wú)故障時(shí)間較長(cháng)，一般大于200000h，故障率較低。

2)UPS的每單位千伏安的價(jià)格，隨著(zhù)UPS容量的增大而下降。

3)大容量UPS方便管理，維護較有保障。

4)有利于用戶(hù)更經(jīng)濟合理地使用蓄電池。

根據用戶(hù)的不同配送電系統選用不同的UPS機型，以適應用戶(hù)配送電系統帶載能力的要求。由于大部分工業(yè)企業(yè)的用電環(huán)境波動(dòng)較大，選用允許市電電源波動(dòng)范圍大的UPS機型，可以更好地適應市電電網(wǎng)惡劣的供電環(huán)境。

選用UPS過(guò)載能力強和具有優(yōu)良抗輸出短路能力的機型，只要UPS執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(zhù)出故障的概率。顯然，UPS抗過(guò)載能力越強，客觀(guān)上UPS作上述切換的機會(huì )就越少，隨之而來(lái)的是UPS的故障率越低。要配置有適當的抗瞬態(tài)浪涌抑制器，以便更好地保護控制設備。

選用UPS輸出中線(xiàn)對地線(xiàn)電位低的機型，可以獲得盡可能高的數據傳輸速率，降低數據傳輸的誤碼率。根據用戶(hù)集中監控系統不同級別的要求，組成具有不同網(wǎng)控功能的智能化UPS系統。為了維護管理上的方便及確實(shí)管理好UPS的運行，監控部分必須操作簡(jiǎn)便且為全中文顯示。

由上所述，在這里針對軋鋼系統的自動(dòng)化控制系統設備選用了兩臺臺達的H系列UPS。因為UPS雖然可靠性很高，一般單臺UPS的平均無(wú)故障時(shí)間在l0萬(wàn)小時(shí)以上，但由于供電條件的變化，UPS本身電器裝置的老化，個(gè)別元件過(guò)早失效等都會(huì )引起UPS故障。由于自動(dòng)化控制系統屬于整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的中樞系統，為了保證其穩定及高可靠地工作，采用了雙機熱備份，即冗余技術(shù)，其技術(shù)應用如下:

1)可靠性比單機高，達到雙重安全保障。

2)停電時(shí)，一部UPS故障，另一部仍可提供高質(zhì)量的供電。

3)維護時(shí)，仍保持UPS的正常功能。

4)兩臺UPS壽命皆延長(cháng)。

備機(UPS1)的輸出端接至主機(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(shí)，由主機(UPS2)提供給負載電源。當主機內部出現故障，如門(mén)巳電壓過(guò)低、過(guò)熱、逆變器輸出電壓超出允許范圍、逆變器失效等，或者主機由蓄電池供電時(shí)，蓄電池電量耗盡，此時(shí)UPS2會(huì )發(fā)出告警，UPS輸出端靜態(tài)開(kāi)關(guān)會(huì )自動(dòng)切換至旁路，由UPS1的逆變輸出提供負載所需電源。

當異常狀況消除后，靜態(tài)開(kāi)關(guān)會(huì )自動(dòng)從旁路(UPS1)轉入UPS2的逆變器輸出端，此時(shí)由主機(UPS2)繼續為負載提供電源。

在停電、一部UPS故障、系統維護等情況發(fā)生時(shí)，靜態(tài)開(kāi)關(guān)的切換有嚴密的電路控制，確保不會(huì )在切換時(shí)有任何斷電情況發(fā)生。

熱備份機的結構可確保負載設備不會(huì )在市電停電或因UPS故障而斷電，以確保負載設備不會(huì )產(chǎn)生數據丟失、設備損壞、降級使用、系統崩潰等問(wèn)題。