工業(yè)領(lǐng)域 UPS電源解決方案
2013/6/4
工業(yè)領(lǐng)域 UPS電源解決方
詳細(xì)介紹
需求分析
1、 通訊控制設(shè)備
通訊控制設(shè)備應(yīng)用在企業(yè)中的各個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，包括過(guò)程控制與監(jiān)控、自動(dòng)化設(shè)備、測(cè)量?jī)x器儀表、各種傳感器、執(zhí)行元件和機(jī)構(gòu)、以及其它計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)設(shè)備等，比較典型的有PLC（可編程控制器）、DCS（分散控制系統(tǒng)）和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等裝置。通訊控制設(shè)備的特點(diǎn)體現(xiàn)為數(shù)量多、分布廣、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多樣，它們能否工作正常，有賴于電源供給的質(zhì)量，自動(dòng)化程度越高的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)電源質(zhì)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(shí)間小于10ms，由于設(shè)置的數(shù)據(jù)需要初始化，一旦運(yùn)行則不能停止工作。實(shí)際應(yīng)用中，PLC卻很容易受到電源質(zhì)量的影響，象電磁干擾、零地電壓高、電壓過(guò)高或過(guò)低、電源中斷等問題，都會(huì)造成PLC工作不正常，并最終導(dǎo)致PLC所控制的設(shè)備出錯(cuò)，影響生產(chǎn)進(jìn)程。而在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，電源質(zhì)量問題是頻繁發(fā)生的，因此，生產(chǎn)自動(dòng)化的通訊控制設(shè)備應(yīng)采用具有穩(wěn)頻穩(wěn)壓功能的在線式UPS提供電源保護(hù)，對(duì)UPS供電可靠性需特別關(guān)注。
對(duì)于機(jī)房里使用的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同樣面臨著各類電源質(zhì)量問題，并可能發(fā)生數(shù)據(jù)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(hù)。
2、 動(dòng)力設(shè)備
鋼鐵生產(chǎn)流程的動(dòng)力設(shè)備以電機(jī)負(fù)載為主，從功能上大體可以分成兩類：
① 生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，例如軋鋼機(jī)傳動(dòng)，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，工藝要求調(diào)速傳動(dòng)的，大多數(shù)采用直流傳動(dòng)或交流調(diào)速傳動(dòng)。采用直流傳動(dòng)的，需要配置直流驅(qū)動(dòng)器；采用交流調(diào)速傳動(dòng)的，則需配置變頻器。不管是采用直流或者交流傳動(dòng)，這些設(shè)備都會(huì)面臨電源故障的問題（斷電、電壓波動(dòng)），并由此發(fā)生產(chǎn)品缺陷、生產(chǎn)設(shè)備受損甚至是生產(chǎn)事故，因此需要配置UPS電源保護(hù)。
②鋼鐵生產(chǎn)流程中大量采用的供/排水泵、鼓風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的數(shù)量多，一些風(fēng)機(jī)的容量比較大，一般為中壓電機(jī)（3-10KVac），常規(guī)設(shè)計(jì)為不停機(jī)運(yùn)行，采用MW級(jí)供電電源；風(fēng)機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)需要單獨(dú)供電，由UPS提供電源保障。
3、 信息中心
隨著鋼鐵行業(yè)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，鋼鐵企業(yè)將信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)、Internet以及電子商務(wù)運(yùn)用到鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)改造、質(zhì)量控制、供應(yīng)鏈等作各個(gè)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)信息化，促進(jìn)提高企業(yè)運(yùn)作效率、降低成本、進(jìn)一步提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
鋼鐵企業(yè)信息化，包括三個(gè)層次：網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、業(yè)務(wù)平臺(tái)和企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，而業(yè)務(wù)平臺(tái)和企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)都是構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，所以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是重中之重。建設(shè)一個(gè)安全可靠的基礎(chǔ)電力保障設(shè)施，是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必要的基礎(chǔ)工程。所以在鋼鐵企業(yè)，UPS系統(tǒng)對(duì)構(gòu)建不間斷安全供電平臺(tái)的重要性日益突顯。
解決方案
1、通訊控制設(shè)備
鐵水脫硫處理、連鑄、RH濁環(huán)水，轉(zhuǎn)爐的加料、吹氧、出碴、除塵、水循環(huán)等各個(gè)環(huán)節(jié)都采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制，電網(wǎng)的波動(dòng)和中斷會(huì)影響煉鋼的質(zhì)量。為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)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(dòng)力設(shè)備
由于傾動(dòng)電機(jī)和提槍電機(jī)等設(shè)備，均屬于電機(jī)類負(fù)載，其啟動(dòng)電流通常會(huì)達(dá)到額定電流的7~11倍，并維持?jǐn)?shù)百個(gè)周波（每個(gè)周波20ms），對(duì)UPS的沖擊比較厲害，UPS較易發(fā)生過(guò)流保護(hù)。所以要用UPS直接帶電機(jī)，UPS的額定功率應(yīng)是電機(jī)額定功率的5倍以上。對(duì)于70KW的電機(jī)，應(yīng)配置70KW×5=350KW，考慮UPS的輸出功率因數(shù)為0.8，則應(yīng)配置UPS的功率為225KW÷08≈440KVA。
由此，ATS雙電源輸入供電系統(tǒng)可以減少UPS電池系統(tǒng)的放電次數(shù)與放電時(shí)間，大大提供了系統(tǒng)的可靠性。
3、信息中心
對(duì)鋼鐵企業(yè)信息中心，推薦采用UPS的雙回路冗余供電系統(tǒng)，具有高度容錯(cuò)的能力，可以杜絕單點(diǎn)故障隱患。恩億梯UPS雙回路冗余供電系統(tǒng)，采用2臺(tái)三進(jìn)三出大功率UPS組成1+1并聯(lián)冗余系統(tǒng)輸出，作為負(fù)載設(shè)備的主電源輸入，1路市電（也可以是另一路UPS）作為負(fù)載設(shè)備的備用電源輸入。對(duì)于雙電源負(fù)載設(shè)備，可以直接接入二路輸入，分別來(lái)自UPS并機(jī)系統(tǒng)和市電回路，提高供電保障；對(duì)于單電源負(fù)載設(shè)備，在其前端配置冗余開關(guān)，利用冗余開關(guān)的冗余配電功能提高供電可靠性——冗余開關(guān)具有二個(gè)輸入端子，一個(gè)輸出端子，只要保證有一路輸入，輸出就不會(huì)中斷。此種應(yīng)用，當(dāng)主回路供電系統(tǒng)供電中斷時(shí)，負(fù)載設(shè)備切換至由備用電源回路供電；從而大大提高了負(fù)載設(shè)備的供電可靠性，全面保護(hù)整個(gè)鋼鐵企業(yè)信息中心的的各種硬件設(shè)備、運(yùn)行程序和數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的傳輸。
1、 通訊控制設(shè)備
通訊控制設(shè)備應(yīng)用在企業(yè)中的各個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，包括過(guò)程控制與監(jiān)控、自動(dòng)化設(shè)備、測(cè)量?jī)x器儀表、各種傳感器、執(zhí)行元件和機(jī)構(gòu)、以及其它計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)設(shè)備等，比較典型的有PLC（可編程控制器）、DCS（分散控制系統(tǒng)）和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等裝置。通訊控制設(shè)備的特點(diǎn)體現(xiàn)為數(shù)量多、分布廣、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多樣，它們能否工作正常，有賴于電源供給的質(zhì)量，自動(dòng)化程度越高的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)電源質(zhì)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(shí)間小于10ms，由于設(shè)置的數(shù)據(jù)需要初始化，一旦運(yùn)行則不能停止工作。實(shí)際應(yīng)用中，PLC卻很容易受到電源質(zhì)量的影響，象電磁干擾、零地電壓高、電壓過(guò)高或過(guò)低、電源中斷等問題，都會(huì)造成PLC工作不正常，并最終導(dǎo)致PLC所控制的設(shè)備出錯(cuò)，影響生產(chǎn)進(jìn)程。而在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，電源質(zhì)量問題是頻繁發(fā)生的，因此，生產(chǎn)自動(dòng)化的通訊控制設(shè)備應(yīng)采用具有穩(wěn)頻穩(wěn)壓功能的在線式UPS提供電源保護(hù)，對(duì)UPS供電可靠性需特別關(guān)注。
對(duì)于機(jī)房里使用的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同樣面臨著各類電源質(zhì)量問題，并可能發(fā)生數(shù)據(jù)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(hù)。
2、 動(dòng)力設(shè)備
鋼鐵生產(chǎn)流程的動(dòng)力設(shè)備以電機(jī)負(fù)載為主，從功能上大體可以分成兩類：
① 生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，例如軋鋼機(jī)傳動(dòng)，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，工藝要求調(diào)速傳動(dòng)的，大多數(shù)采用直流傳動(dòng)或交流調(diào)速傳動(dòng)。采用直流傳動(dòng)的，需要配置直流驅(qū)動(dòng)器；采用交流調(diào)速傳動(dòng)的，則需配置變頻器。不管是采用直流或者交流傳動(dòng)，這些設(shè)備都會(huì)面臨電源故障的問題（斷電、電壓波動(dòng)），并由此發(fā)生產(chǎn)品缺陷、生產(chǎn)設(shè)備受損甚至是生產(chǎn)事故，因此需要配置UPS電源保護(hù)。
②鋼鐵生產(chǎn)流程中大量采用的供/排水泵、鼓風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的數(shù)量多，一些風(fēng)機(jī)的容量比較大，一般為中壓電機(jī)（3-10KVac），常規(guī)設(shè)計(jì)為不停機(jī)運(yùn)行，采用MW級(jí)供電電源；風(fēng)機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)需要單獨(dú)供電，由UPS提供電源保障。
3、 信息中心
隨著鋼鐵行業(yè)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，鋼鐵企業(yè)將信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)、Internet以及電子商務(wù)運(yùn)用到鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)改造、質(zhì)量控制、供應(yīng)鏈等作各個(gè)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)信息化，促進(jìn)提高企業(yè)運(yùn)作效率、降低成本、進(jìn)一步提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
鋼鐵企業(yè)信息化，包括三個(gè)層次：網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、業(yè)務(wù)平臺(tái)和企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，而業(yè)務(wù)平臺(tái)和企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)都是構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，所以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是重中之重。建設(shè)一個(gè)安全可靠的基礎(chǔ)電力保障設(shè)施，是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必要的基礎(chǔ)工程。所以在鋼鐵企業(yè)，UPS系統(tǒng)對(duì)構(gòu)建不間斷安全供電平臺(tái)的重要性日益突顯。
解決方案
1、通訊控制設(shè)備
鐵水脫硫處理、連鑄、RH濁環(huán)水，轉(zhuǎn)爐的加料、吹氧、出碴、除塵、水循環(huán)等各個(gè)環(huán)節(jié)都采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制，電網(wǎng)的波動(dòng)和中斷會(huì)影響煉鋼的質(zhì)量。為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)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(dòng)力設(shè)備
由于傾動(dòng)電機(jī)和提槍電機(jī)等設(shè)備，均屬于電機(jī)類負(fù)載，其啟動(dòng)電流通常會(huì)達(dá)到額定電流的7~11倍，并維持?jǐn)?shù)百個(gè)周波（每個(gè)周波20ms），對(duì)UPS的沖擊比較厲害，UPS較易發(fā)生過(guò)流保護(hù)。所以要用UPS直接帶電機(jī)，UPS的額定功率應(yīng)是電機(jī)額定功率的5倍以上。對(duì)于70KW的電機(jī)，應(yīng)配置70KW×5=350KW，考慮UPS的輸出功率因數(shù)為0.8，則應(yīng)配置UPS的功率為225KW÷08≈440KVA。
如果在電機(jī)之前增配變頻器，利用變頻器控制電機(jī)的啟動(dòng)，將啟動(dòng)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(jī)的模式，則推薦容量比例UPS：變頻機(jī)：電機(jī)=1.5：1.25：1。對(duì)于70KW的電機(jī)，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(yīng)用）
由此，ATS雙電源輸入供電系統(tǒng)可以減少UPS電池系統(tǒng)的放電次數(shù)與放電時(shí)間，大大提供了系統(tǒng)的可靠性。
3、信息中心
對(duì)鋼鐵企業(yè)信息中心，推薦采用UPS的雙回路冗余供電系統(tǒng)，具有高度容錯(cuò)的能力，可以杜絕單點(diǎn)故障隱患。恩億梯UPS雙回路冗余供電系統(tǒng)，采用2臺(tái)三進(jìn)三出大功率UPS組成1+1并聯(lián)冗余系統(tǒng)輸出，作為負(fù)載設(shè)備的主電源輸入，1路市電（也可以是另一路UPS）作為負(fù)載設(shè)備的備用電源輸入。對(duì)于雙電源負(fù)載設(shè)備，可以直接接入二路輸入，分別來(lái)自UPS并機(jī)系統(tǒng)和市電回路，提高供電保障；對(duì)于單電源負(fù)載設(shè)備，在其前端配置冗余開關(guān)，利用冗余開關(guān)的冗余配電功能提高供電可靠性——冗余開關(guān)具有二個(gè)輸入端子，一個(gè)輸出端子，只要保證有一路輸入，輸出就不會(huì)中斷。此種應(yīng)用，當(dāng)主回路供電系統(tǒng)供電中斷時(shí)，負(fù)載設(shè)備切換至由備用電源回路供電；從而大大提高了負(fù)載設(shè)備的供電可靠性，全面保護(hù)整個(gè)鋼鐵企業(yè)信息中心的的各種硬件設(shè)備、運(yùn)行程序和數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的傳輸。
