文档介绍：浅谈UPS电源在DCS系统中的应用
浅谈UPS电源在DCS系统中的应用
在现代化的企业中对现场生产的操作、监视、控制大多都采用DCS控制系统,如何向DCS系统提供安全可靠、高质量的电源就显得非常重要。UPS即不间断电源,是一种含有储能装置,以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。对确保企业生产的安全、稳定、连续、可靠运行起着至关重要的作用。
UPS的主要作用就是针对电网干扰,可归纳为四个方面:
(1)双路电源之间的无间断相互切换。
(2)隔离作用:将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前。
(3)电压变换作用、频率变换作用。
(4)提供一定的后备时间:UPS带有电池,储存一定的能量,一方面在电网停电或发生间断时继续供电一段时间来保护负载;另一方面在UPS的整流器发生故障时使用户有时间来保护负载。
UPS系统的运行模式可分为:正常供电模式、旁路模式、电池模式和维修模式。其工作原理:将供电质量较差的厂用电源首先经整流装置变换成直流电源,一路经充电模块向蓄电池充电,另一路通过逆变装置重新将直流电源变成纯正的高质量的正弦波电源向负载供电。当交流工作电源消失或整流装置等元器件故障时,由蓄电池组经电池开关向逆变装置供电。当逆变装置故障输出电压异常或过载时,则切换到自动旁路开关由厂用电直接向负载供电。UPS还提供手动维修开关,用于UPS因维护而需要关机时,由维修旁路电源通过手动维修开关直接给重要负载供电。
我单位采用的DCS系统有霍尼韦尔PKS、横河CS3000、ABB等系统来实现对生产装置的工艺操作、监视、自动控制、联锁保护、数据采集和生产管理。为了保证DCS控制系统长期安全稳定运行,使用了德国艾默生生产的UPS,并根据生产实际情况,采用了双交流电进单UPS供电方式和双交流进双UPS并机供电方式,来为DCS系统提供可靠供电。
一、双交流进线单UPS接线
双交流电进线单UPS供电接线,正常情况下由电气一段交流电输入与电气二段交流输入同时进入双电源切换装置向UPS供电,当电气一段交流输入有故障时,由双电源切换装置自动切换到电气二段交流输入向UPS供电。UPS正常工作状态下,按“电气一段交流电输入—整流—逆变—负载”的运行方式工作;当整流器模块有故障时,按“蓄电池—逆变—负载”的运行方式工作;当蓄电池放电完毕以后自动切换到由自动旁路开关向负载直接供交流电;当逆变器模块有故障时,按“电气一段交流电输入—自动旁路开关—负载”的运行方式直接向负载供厂用电;当UPS有严重的故障需维修或更换时,按“电气一段交流电输入—手动维修旁路开关”的运行方式向负载供厂用电,这时UPS被短接,可以交出检修或更换,而不影响负载的正常供电。
二、双交流进线双UPS并机供电方
双交流电进双UPS并机供电方式,正常情况下由电气一段交流电输入与电气二段交流输入同时进入双电源切换装置分别向两台UPS供电,。在双UPS并机系统正常运行时,两台UPS对DCS系统电源冗余板供电,来实现DCS系统供电回路的冗余,当电气一段交流输入有故障时,由双电源切换装置自动切换到电气二段交流输入向UPS供电。当一台UPS发生故障时,则由另一台UPS来实现对DCS系统的供电。这种并机双UPS系统的平均无故障时间是单机系统的4-5倍,