工業領域 UPS電源解決方案
2013/6/4
工業領域 UPS電源解決方
詳細介紹
需求分析
1、 通訊控制設備
通訊控制設備應用在企業中的各個自動化生產環節，包括過程控制與監控、自動化設備、測量儀器儀表、各種傳感器、執行元件和機構、以及其它計算機輔助系統設備等，比較典型的有PLC（可編程控制器）、DCS（分散控制系統）和工業控制計算機等裝置。通訊控制設備的特點體現為數量多、分布廣、應用環境復雜多樣，它們能否工作正常，有賴于電源供給的質量，自動化程度越高的應用場合，對電源質量的依賴越明顯。
例如PLC等裝置，通常要求供電電源為50Hz、220V±10%，可以承受的中斷時間小于10ms，由于設置的數據需要初始化，一旦運行則不能停止工作。實際應用中，PLC卻很容易受到電源質量的影響，象電磁干擾、零地電壓高、電壓過高或過低、電源中斷等問題，都會造成PLC工作不正常，并最終導致PLC所控制的設備出錯，影響生產進程。而在工業應用環境，電源質量問題是頻繁發生的，因此，生產自動化的通訊控制設備應采用具有穩頻穩壓功能的在線式UPS提供電源保護，對UPS供電可靠性需特別關注。
對于機房里使用的計算機、服務器及網絡設備，同樣面臨著各類電源質量問題，并可能發生數據丟失、誤碼、硬件損壞等情況，同樣要求采用在線式UPS提供可靠電源保護。
2、 動力設備
鋼鐵生產流程的動力設備以電機負載為主，從功能上大體可以分成兩類：
① 生產機械的動力驅動，例如軋鋼機傳動，恒轉矩負載，工藝要求調速傳動的，大多數采用直流傳動或交流調速傳動。采用直流傳動的，需要配置直流驅動器；采用交流調速傳動的，則需配置變頻器。不管是采用直流或者交流傳動，這些設備都會面臨電源故障的問題（斷電、電壓波動），并由此發生產品缺陷、生產設備受損甚至是生產事故，因此需要配置UPS電源保護。
②鋼鐵生產流程中大量采用的供/排水泵、鼓風機和除塵風機。風機的數量多，一些風機的容量比較大，一般為中壓電機（3-10KVac），常規設計為不停機運行，采用MW級供電電源；風機的勵磁系統需要單獨供電，由UPS提供電源保障。
3、 信息中心
隨著鋼鐵行業信息化技術的不斷發展進步，鋼鐵企業將信息網絡技術、計算機、Internet以及電子商務運用到鋼鐵企業的產品研發、技術改造、質量控制、供應鏈等作各個過程，從而實現信息化，促進提高企業運作效率、降低成本、進一步提升企業競爭力。
鋼鐵企業信息化，包括三個層次：網絡平臺、業務平臺和企業應用系統，而業務平臺和企業應用系統都是構建在網絡平臺之上，所以網絡建設是重中之重。建設一個安全可靠的基礎電力保障設施，是網絡建設必要的基礎工程。所以在鋼鐵企業，UPS系統對構建不間斷安全供電平臺的重要性日益突顯。
解決方案
1、通訊控制設備
鐵水脫硫處理、連鑄、RH濁環水，轉爐的加料、吹氧、出碴、除塵、水循環等各個環節都采用PLC自動控制系統，實現各個工藝環節的自動控制，電網的波動和中斷會影響煉鋼的質量。為了保證系統的可靠運行，必須配置UPS以提供純凈的不間斷電源，推薦容量在3～100KVA。
2、動力設備
由于傾動電機和提槍電機等設備，均屬于電機類負載，其啟動電流通常會達到額定電流的7~11倍，并維持數百個周波（每個周波20ms），對UPS的沖擊比較厲害，UPS較易發生過流保護。所以要用UPS直接帶電機，UPS的額定功率應是電機額定功率的5倍以上。對于70KW的電機，應配置70KW×5=350KW，考慮UPS的輸出功率因數為0.8，則應配置UPS的功率為225KW÷08≈440KVA。
由此，ATS雙電源輸入供電系統可以減少UPS電池系統的放電次數與放電時間，大大提供了系統的可靠性。
3、信息中心
對鋼鐵企業信息中心，推薦采用UPS的雙回路冗余供電系統，具有高度容錯的能力，可以杜絕單點故障隱患。恩億梯UPS雙回路冗余供電系統，采用2臺三進三出大功率UPS組成1+1并聯冗余系統輸出，作為負載設備的主電源輸入，1路市電（也可以是另一路UPS）作為負載設備的備用電源輸入。對于雙電源負載設備，可以直接接入二路輸入，分別來自UPS并機系統和市電回路，提高供電保障；對于單電源負載設備，在其前端配置冗余開關，利用冗余開關的冗余配電功能提高供電可靠性——冗余開關具有二個輸入端子，一個輸出端子，只要保證有一路輸入，輸出就不會中斷。此種應用，當主回路供電系統供電中斷時，負載設備切換至由備用電源回路供電；從而大大提高了負載設備的供電可靠性，全面保護整個鋼鐵企業信息中心的的各種硬件設備、運行程序和數據及數據的傳輸。
1、 通訊控制設備
通訊控制設備應用在企業中的各個自動化生產環節，包括過程控制與監控、自動化設備、測量儀器儀表、各種傳感器、執行元件和機構、以及其它計算機輔助系統設備等，比較典型的有PLC（可編程控制器）、DCS（分散控制系統）和工業控制計算機等裝置。通訊控制設備的特點體現為數量多、分布廣、應用環境復雜多樣，它們能否工作正常，有賴于電源供給的質量，自動化程度越高的應用場合，對電源質量的依賴越明顯。
例如PLC等裝置，通常要求供電電源為50Hz、220V±10%，可以承受的中斷時間小于10ms，由于設置的數據需要初始化，一旦運行則不能停止工作。實際應用中，PLC卻很容易受到電源質量的影響，象電磁干擾、零地電壓高、電壓過高或過低、電源中斷等問題，都會造成PLC工作不正常，并最終導致PLC所控制的設備出錯，影響生產進程。而在工業應用環境，電源質量問題是頻繁發生的，因此，生產自動化的通訊控制設備應采用具有穩頻穩壓功能的在線式UPS提供電源保護，對UPS供電可靠性需特別關注。
對于機房里使用的計算機、服務器及網絡設備，同樣面臨著各類電源質量問題，并可能發生數據丟失、誤碼、硬件損壞等情況，同樣要求采用在線式UPS提供可靠電源保護。
2、 動力設備
鋼鐵生產流程的動力設備以電機負載為主，從功能上大體可以分成兩類：
① 生產機械的動力驅動，例如軋鋼機傳動，恒轉矩負載，工藝要求調速傳動的，大多數采用直流傳動或交流調速傳動。采用直流傳動的，需要配置直流驅動器；采用交流調速傳動的，則需配置變頻器。不管是采用直流或者交流傳動，這些設備都會面臨電源故障的問題（斷電、電壓波動），并由此發生產品缺陷、生產設備受損甚至是生產事故，因此需要配置UPS電源保護。
②鋼鐵生產流程中大量采用的供/排水泵、鼓風機和除塵風機。風機的數量多，一些風機的容量比較大，一般為中壓電機（3-10KVac），常規設計為不停機運行，采用MW級供電電源；風機的勵磁系統需要單獨供電，由UPS提供電源保障。
3、 信息中心
隨著鋼鐵行業信息化技術的不斷發展進步，鋼鐵企業將信息網絡技術、計算機、Internet以及電子商務運用到鋼鐵企業的產品研發、技術改造、質量控制、供應鏈等作各個過程，從而實現信息化，促進提高企業運作效率、降低成本、進一步提升企業競爭力。
鋼鐵企業信息化，包括三個層次：網絡平臺、業務平臺和企業應用系統，而業務平臺和企業應用系統都是構建在網絡平臺之上，所以網絡建設是重中之重。建設一個安全可靠的基礎電力保障設施，是網絡建設必要的基礎工程。所以在鋼鐵企業，UPS系統對構建不間斷安全供電平臺的重要性日益突顯。
解決方案
1、通訊控制設備
鐵水脫硫處理、連鑄、RH濁環水，轉爐的加料、吹氧、出碴、除塵、水循環等各個環節都采用PLC自動控制系統，實現各個工藝環節的自動控制，電網的波動和中斷會影響煉鋼的質量。為了保證系統的可靠運行，必須配置UPS以提供純凈的不間斷電源，推薦容量在3～100KVA。
2、動力設備
由于傾動電機和提槍電機等設備，均屬于電機類負載，其啟動電流通常會達到額定電流的7~11倍，并維持數百個周波（每個周波20ms），對UPS的沖擊比較厲害，UPS較易發生過流保護。所以要用UPS直接帶電機，UPS的額定功率應是電機額定功率的5倍以上。對于70KW的電機，應配置70KW×5=350KW，考慮UPS的輸出功率因數為0.8，則應配置UPS的功率為225KW÷08≈440KVA。
如果在電機之前增配變頻器，利用變頻器控制電機的啟動，將啟動電流限制在較小程度（1～1.25倍額定電流），這樣可以減小UPS的配比。UPS帶變頻器、變頻器帶電機的模式，則推薦容量比例UPS：變頻機：電機=1.5：1.25：1。對于70KW的電機，可配置70×1.25=87.5KW的變頻器，配置70×1.5÷08=131KVA的UPS。
（圖：UPS與變頻器的組合應用）
由此，ATS雙電源輸入供電系統可以減少UPS電池系統的放電次數與放電時間，大大提供了系統的可靠性。
3、信息中心
對鋼鐵企業信息中心，推薦采用UPS的雙回路冗余供電系統，具有高度容錯的能力，可以杜絕單點故障隱患。恩億梯UPS雙回路冗余供電系統，采用2臺三進三出大功率UPS組成1+1并聯冗余系統輸出，作為負載設備的主電源輸入，1路市電（也可以是另一路UPS）作為負載設備的備用電源輸入。對于雙電源負載設備，可以直接接入二路輸入，分別來自UPS并機系統和市電回路，提高供電保障；對于單電源負載設備，在其前端配置冗余開關，利用冗余開關的冗余配電功能提高供電可靠性——冗余開關具有二個輸入端子，一個輸出端子，只要保證有一路輸入，輸出就不會中斷。此種應用，當主回路供電系統供電中斷時，負載設備切換至由備用電源回路供電；從而大大提高了負載設備的供電可靠性，全面保護整個鋼鐵企業信息中心的的各種硬件設備、運行程序和數據及數據的傳輸。
