工控系统供电的UPS解决方案

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1.控制系统UPS选用
 
企业生产线的自动化控制系统一般由二级工控机和现场工作站(PLC、DSC)构成,如何为上述设备提供一个良好可靠的电源环境,是保证自动化控制系统安全可靠运行的基础。为此要求所选用的UPS必须能向处于运行中的各种关键设备(工控机、PLC、DSC、智能仪表等)的硬件木身提供供电安全保护,这就意味着用户所选用的UPS应该是可配置上相应电源监控软件,SNMP(网络管理协议)适配器的智能化UPS。以使UPS成为自动化控制系统监控网络中的一个节点。
 
由于后备式和在线互动式UPS在应用上的局限性,考虑到自动化控制系统在企业生产中的重要性,不考虑后备式和在线互动式UPS。根据负载设备的摆放位置,选用大容量的UPS集中供电方案。其原因是:
 
1)大容量的UPS的平均无故障时间较长,一般大于200000h,故障率较低。
 
2)UPS的每单位千伏安的价格,随着UPS容量的增大而下降。
 
3)大容量UPS方便管理,维护较有保障。
 
4)有利于用户更经济合理地使用蓄电池。
 
根据用户的不同配送电系统选用不同的UPS机型,以适应用户配送电系统带载能力的要求。由于大部分工业企业的用电环境波动较大,选用允许市电电源波动范围大的UPS机型,可以更好地适应市电电网恶劣的供电环境。
 
选用UPS过载能力强和具有优良抗输出短路能力的机型,只要UPS执行市电交流旁路供电与逆变器供电之间的切换操作,就总是存在着出故障的概率。显然,UPS抗过载能力越强,客观上UPS作上述切换的机会就越少,随之而来的是UPS的故障率越低。要配置有适当的抗瞬态浪涌抑制器,以便更好地保护控制设备。
 
选用UPS输出中线对地线电位低的机型,可以获得尽可能高的数据传输速率,降低数据传输的误码率。根据用户集中监控系统不同级别的要求,组成具有不同网控功能的智能化UPS系统。为了维护管理上的方便及确实管理好UPS的运行,监控部分必须操作简便且为全中文显示。
 
由上所述,在这里针对轧钢系统的自动化控制系统设备选用了两台台达的H系列UPS。因为UPS虽然可靠性很高,一般单台UPS的平均无故障时间在l0万小时以上,但由于供电条件的变化,UPS本身电器装置的老化,个别元件过早失效等都会引起UPS故障。由于自动化控制系统属于整个生产线的中枢系统,为了保证其稳定及高可靠地工作,采用了双机热备份,即冗余技术,其技术应用如下:
 
1)可靠性比单机高,达到双重安全保障。
 
2)停电时,一部UPS故障,另一部仍可提供高质量的供电。
 
3)维护时,仍保持UPS的正常功能。
 
4)两台UPS寿命皆延长。
 
备机(UPS1)的输出端接至主机(UPS2)的"旁路电源"输入端,并将两台UPS的"交流电源"输入端接至同一市电电源,如图所示。正常工作时,由主机(UPS2)提供给负载电源。当主机内部出现故障,如门巳电压过低、过热、逆变器输出电压超出允许范围、逆变器失效等,或者主机由蓄电池供电时,蓄电池电量耗尽,此时UPS2会发出告警,UPS输出端静态开关会自动切换至旁路,由UPS1的逆变输出提供负载所需电源。


当异常状况消除后,静态开关会自动从旁路(UPS1)转入UPS2的逆变器输出端,此时由主机(UPS2)继续为负载提供电源。
 
在停电、一部UPS故障、系统维护等情况发生时,静态开关的切换有严密的电路控制,确保不会在切换时有任何断电情况发生。
 
热备份机的结构可确保负载设备不会在市电停电或因UPS故障而断电,以确保负载设备不会产生数据丢失、设备损坏、降级使用、系统崩溃等问题。