工控系统供电的UPS解决方案

工控系统供电的UPS解决方案

时间：2011-01-14 09:06:44 来源：微型机与应用作者：

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h，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。

2.安圣iTrust UPS的组网解决方案

企业工控系统采用分散供电方式使管理员难以实时了解远处的UPS运行状态，为此安圣电iTrust UPS提供了多种监控组网方案，主要有RS232和SNMP卡。

通过UPSITE监控软件，可以实现UPS在网络中的实时监控。在使用RS232接口时，可根据设备的具体情况采用不同组件，节省硬件资源。当网络设备或小型PC服务器仅需要在市电停电后，能够在无人值守的情况下自动保存数据并安全关机，可只安装UPSITE守候程序;若需要实时显示UPS的工作状态，了解电力状况，只需安装后台管理软件即可;而在已使用RS232与UPS连接的计算机、服务器系统中，通过安装监控代理，即可将UPS的

工作信息(包括电网电源的状态)自动发送到网上，使网络上安装了守候程序和后台管理的设备能够及时获得电源信息。

此外，用户还可以在远离计算机、服务器的地方，使用UPS内置SNMP卡，直接接入网络，使UPS成为网络终端设备，用户可通过专用软件或Web测览器完成UPS监控。

对于运行网管平台的服务器，只需将UPS监控信息数据库MIB加入管理数据库，即可通过RS232进行UPS监控。

UPS是保障计算机、通信、网络等电子设备安全、稳定工作的重要设备，作为完整的电源保护方案，UPS智能监控已成为网络时代UPS的基本特征。UPS ITECENTER网络集中监控系统(以下简称UPSITECENTER)是专为安圣iTrustUPS开发出的一套应用软件，可广泛应用于电信、银行、证券、铁路、化工、广电、电力、企业、交易所等领域，尤其适用于大型网络分散节点的电源保护和动力监控，例如宽带城域网、智能化小区、银行自动柜员机营业网点、电力行业无人值守站。

(1)系统构成。UPS ITECENTER由SNMP网卡、安全关机服务程序和后台监控管理程序3部分组成。

l)SNMP网卡:使UPS具备以太网通信能力，成为网络上的一个节点，支持TCP/IP、HTTP、SNA促等网络协议，提供Web测览，NMS网络管理系统接人、UPS ITE-CENTERUPS 代理等服务。

2)安全关机服务程序:通过Windows控制面板的设置程序，预先定义UPS故障时选择关闭计算机或执行外部文件。UPS故障告警时，自动保存用户文档，关闭计算机或执行用户指定的命令。

3)后台监控管理程序:对网络UPS设备进行集中监控和维护管理，提供UPS历史数据查询、UPS远程控制等功能。当UPS故障时，可采用多种形式通知用户，包括告警、发送传呼信息。发送E-mail、手机短信息等。

(2)系统功能。

l)分层管理。UPSITECENTER对UPS实行分层管理，它不限制接入UPS的数量，响应及时，占用网络资源少。分层管理模式满足用户对数量庞大的UPS进行管理，不会在界面上出现大量的UPS，导致查询困难，各行政区的UPS运行状况一目了然。用户可以根据UPS 数量的多少任意划分，方便管理。UPSITECENTER的这种管理方法称为"UPS树"。

2)告警通知。UPS告警时，UPSITECENTER自动弹出告警对话框，发出告警声响、发送E-mail或发送传呼信号等，通知维护人员。

3)安全关机程序。UPS告警时，根据预先定义的处理方式(具有7种事件处理能力)，执行命令文件，自动保存用户文档，关闭计算机，最大程度地保护数据和设备的安全。

4)历史记录查询。提供4万条完备的历史记录，包括历史事件、历史控制和历史数据。