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1、992化工自动化及仪表第43卷UPS的并机方式及其在自控系统中的应用卓知杰娄伦武梁强立赵宗尧陈铭(贵州能矿织金磷化工有限公司,贵阳550002)摘要介绍了UPS(不间断电源)的概念及其3种主要并机方式。结合某化工厂自控系统目前的UPS电源供电方式,论证了在自控系统中应根据实际情况选择适当的UPS电源供电方式,以保证系统安全、稳定、连续运行。关键词UPS并机方式自控系统电源冗余+中图分类号TH862.78文献标识码B文章编号1000-3932(2016)09-0992-03随着现代科学技术的不断进步,自控系
2、统的UPS电源装置一般由整流器、逆变器、静态开可靠性有了很大程度的提高,平均无故障时间已关、蓄电池及旁路开关等组成。其中整流器、逆变达到100kh。为保障自控系统的连续运行,其电器、静态开关及控制单元等大部分设备是由电力源供电系统也应具备相同的可靠性,而系统连续电子器件和电子器件组成的,而可控硅、晶体管、供电必须使用不间断电源(UninterruptiblePower大规模集成电路、IGBT及电容等电子器件的寿命[1]Supply,UPS)。自控系统作为一个工厂的核心,远比一般电气器件寿命短,且无法通过一
3、般的检其电源供电系统一般采用一路UPS和一路冗余查手段检测出这些器件的状况,导致UPS故障几[2][3]保安电源进行供电。而随着化工生产装置对稳率比一般电气设备高。根据美国大数据中心的定性的要求越来越高,为了保证系统更加稳定,越统计资料,在UPS输出供电系统故障中,79%的来越多的企业选择使用两路UPS对系统进行供故障来源于UPS输出与负载之间的供电线路故电。障,11%来源于UPS和电池组故障,其他故障占[4]两路UPS同时使用时有多种连接方式。某10%。大型化工厂为了保证装置能更加稳定的运行,虽为了确保
4、控制系统的稳定运行,将两路UPS然选用了两路UPS为DCS系统供电,但由于未能并机使用可以将风险降到最低。选择最为合适的UPS并机方式,使得DCS系统反2UPS并机方式而增加了运行风险。为避免类似情况的发生,笔UPS并机是指让两台或两台以上的UPS共者根据UPS的3种主要并机方式的优缺点,结合同分担所有的负载。由于是多台UPS均分负载,自控系统自身的供电模式,最终选择互动热备式共同供电,因此当单台UPS出现问题时,其他UPSUPS电源供电方式应用于自控系统中,以提高系会直接接过故障机的所有负载,实现真正意
5、义上统运行稳定性、降低企业生产成本。的零切换。同时,多台UPS同时工作下的短时过1UPS①载能力也可以依比例增加,且不存在老化程度不UPS可以保障系统在停电之后继续工作一段一的问题。时间以使用户能够紧急存盘,不致因停电而影响UPS并机方式主要有主从热备式、互助式冗工作或丢失数据。UPS在计算机系统和网络应用余并联和互动热备式。中主要有两个作用:一是应急使用,防止突然断电主从热备式UPS并机(图1)的优势是灵活性而影响正常工作,给计算机造成损害;二是消除市高、安装简单、不需要增加额外的辅助电路。但由电上的电
6、涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声图1可以看出,该并机方式与UPS串联并没有较及频率偏移等电源污染,改善电源质量,为计算机系统提供高质量电源。①收稿日期:2016-01-12(修改稿)第9期卓知杰等.UPS的并机方式及其在自控系统中的应用993大的区别,缺点也与串联时一致,即正常使用时主3实际应用情况机带负载,备机空载,导致两机的老化程度不一某大型化工厂其中一个装置的控制系统在设致,瞬间过载能力低。计之初,因电气专业认为UPS电源输出的稳定性是最重要的,因此企业投入了较高的资金为系统选择互助式冗余并联U
7、PS供电方式。但在实际使用过程中发现,UPS电源只有一路输出,而目前比较主流的CENTUMCS3000系统(图4)和ITCC系统都是双电源冗余配置模块,需要有两路电源供电输入。图1主从热备式UPS并机示意图互助式冗余并联UPS并机(图2)的优势是能够自动均分负载、瞬间过载能力强、不存在老化不均的问题。由图2可以看出,互助式冗余并联UPS并机有4路(市电1、市电2、旁路和电池)供电,两路UPS在正常情况下各带50%负载工作,如果其中一路UPS故障,则立刻脱离系统,负载图4CENTUMCS3000系统机架示意
8、图自动切至另一路UPS。单机故障时正常工作的UPS承受的负载由50%增至100%,相对于主从最后经多方协商,决定采用一路市电、一路热备式的由0%增至100%,其负载变化小,因此UPS的供电方式来保证控制系统的电源冗余输[5]系统过载能力较强,保证了输出的稳定性。入。从后期使用情况来看,市电输入这一路电源因雷击、电网晃电等原因多次发生停电事故,最严重的一次是两小时停电3次。待供电稳定后检查系统时发现,控制系统有多处报警,联系控制
