工控系统供电的UPS解决方案

UPS解决方案
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200000h，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。

钢铁制造业与别的行业相比有共性的需求，又有一些特殊需求。

PLC & DCS供电钢铁企业产业升级大型钢铁集团纷纷新建技术含量高的冷轧、热轧分厂，轧钢厂大都采用进口设备，自动化程度相当高，其中有大量PLC（可编程控制器）或DCS系统，需外配UPS，容量从3kVA到80kVA。

UPS冗余方案选择在PLC或DCS系统中，为保证系统的可靠性和供电安全性，建议采用1+1并机冗余集中供电方案。

这种方案中，两台UPS正常工作时，平均承担系统总负载，各承担50%，其工作可靠性是单机系统的5.5倍。

例如一台UPS单机的MTBF（平均无故障时间）为30万小时，则1+1系统中，其MTBF为165万小时，可靠性大大提高。

电池的选择为保障系统的可靠性，电池的可靠性是关键指标之一。

艾默生推荐用户采用UPS+电池的一体化设计方案，选用艾默生UPS专用电池UH系列，可以实现UPS和电池的最佳配合，充分延长电池寿命，保障控制系统不间断电力供应。

电池容量计算通常电池后备时间为每台UPS满载工作30分钟。

两台1+1并联UPS系统对于60kVA UPS来讲，电池配置为每台UPS 60只12V 100AH 电池。

转炉氧枪系统的供电炼钢厂转炉应急设备转炉应急提枪电机需要UPS供电。

当主供电回路停电时，炼钢转炉中的氧枪需迅速提升，钢水外流，避免钢水固化，造成转炉报废。

因此，提枪电机必须配置UPS,以保证停电时正常工作，容量从40kVA到200kVA。

以一台75kW电机为例，假定电机容量功率为75kW，变频器功率为150kW，用于75kW电机，市电为三相380V、50Hz，一路。

供电要求在市电停电时，能保证对提枪电机提供可靠的电源。

工作原理是，当市电1正常时，供电路径为市电→KM3→电机，市电→KM1→UPS电池充电；当市电1停电时，供电路径为市电→KM1→UPS→变频器→电机。

电机启动电流为6～7倍额定电流，持续时间轻载1～2分钟，重载≤5分钟。

ups应急方案UPS（不间断电源）是一种能够在电网断电或电压异常的情况下，为设备提供电能的设备。

它广泛应用于各种领域，确保设备可靠运行。

然而，即使是最先进的UPS系统也无法完全避免故障的发生。

为了应对可能出现的故障情况，一个有效的UPS应急方案至关重要。

本文将介绍一个完备的UPS应急方案，以确保设备连续稳定地运行。

1. 定义目标UPS应急方案的首要目标是确保设备不间断地获取电能。

根据不同的行业和应用，针对UPS系统发生可能的故障情况，制定对应的目标和标准，确保系统能够在规定的时间内响应并恢复正常工作。

2. 设计合理的电源架构UPS应急方案的第一步是设计合理的电源架构。

这包括确认主电路和备用电路，以及其连接方式和电源切换设备的选择。

合理的电源架构能够最大程度地保障UPS的正常运行，并在电网异常或断电时无缝切换为备用电源。

3. 选择适当的UPS系统根据设备的功率需求和工作环境的特点，选择适当的UPS系统非常重要。

UPS的容量应该能够满足设备的负荷需求，并具备合理的电池容量和充电能力。

此外，UPS系统的可靠性和自检功能也是选择的重要参考指标。

4. 安装并定期维护UPS系统正确的UPS安装和定期维护是UPS应急方案的一部分。

确保UPS系统部署在合适的环境中，避免过热和灰尘等不利因素。

同时，定期检查UPS系统的电池状态、电压稳定性和内部连接，以确保其处于良好的工作状态。

5. 考虑环境监测和告警系统除了UPS本身的监控系统外，安装环境监测和告警系统也是一个完备的UPS应急方案的一部分。

环境监测系统可以实时监测温度、湿度和烟雾等因素，及时发出警报并采取相应的措施。

告警系统可以通过SMS、邮件等方式，通知相关人员发生紧急情况并及时采取应对措施。

6. 制定应急预案UPS应急方案必须包括制定合理的应急预案。

这包括紧急切换电源、故障排除、备用电池更换等步骤的流程和操作指南。

为了能够高效应对突发情况，人员必须进行应急演练，熟悉各项操作流程。

论述新型G.DX6工控机UPS系统的设计G.DX6是厦烟公司2011年从意大利G.D公司引进的具有当今世界先进生产水平的新型高速包装机。

其生产速度可达到600包/分钟，具有较高的生产能力，产品质量高。

目前国内其他卷烟厂也在陆续引进此种设备。

每台G.DX6高速包装机组有2台工控机，每台工控机配有1个UPS系统。

一、现状分析自从2011年引入G.DX6到2014年，UPS电池已经使用了至少3年的时间。

各机台的UPS电池都开始老化，并渐渐显现出来。

工控机因为UPS故障导致不正常的关机会造成工控机系统的崩溃，一次系统的修复时间在2小时以上。

另外，如果因此造成数据丢失，那对生产的影响可能长达数日。

一台G.D高速机的工控机高达10万人民币。

不正常的关机可能会损坏工控机，减少设备的寿命，加重公司的生产成本。

原装的UPS电池是12颗进口的cyclon2v4.5ah小型蓄电池，每颗价格达800元，整组采购共需9600元，采购时间长。

二、方案设计新方案使用两个12V蓄电池串联后代替原UPS2V电池组模块，使用散热性能较好的不锈钢板设计成蓄电池组外壳，并加装保险丝以保护蓄电池组。

由于采用空气开关不便于安装进壳子里面，因此采用保险丝。

安装完成后再重新匹配并优化UPS系统软件参数，以更好地管理电源。

注意UPS系统软件参数的匹配要多次实际操作，断接工控机电源，以获得最佳的实验数据，记录如关机延时、UPS 的供电时间、检测到的UPS电池组最低电压等数据，保证数据的严谨性。

三、方案实施1、电池容量计算。

UPS蓄电池容量在负载一定时，可根据公式C=W*T/（Ef*η*Vf）计算，其中：C，电池容量（Ah）；W，负载容量（W）；T，放电时间（h）；Ef，转换效率（约0.6～0.75）；η，电池放电效率（约0.7～0.8）；Vf，放电终止电压。

根据公式，C=24*3.8*（1/6）/（0.7*0.7*10.7）≈2.90AH，选择容量相近的12V3.2AH蓄电池。

UPS供电方式方案2011年1月13日某化工厂160kVA双机冗余UPS内部短路跳闸导致所带全部负载失电，下游部分装置停车，造成很大的经济损失。

针对此次事故，为避免UPS故障停机造成所带仪表、计算机、DCS等设备失电影响生产，现对上述装置的UPS供电方式及供电方案进行分析。

研究改善目前的仪表UPS供电系统，以减少因UPS电源故障造成的控制系统和现场仪表失电停车。

一、上述装置UPS电源现状见附表1:重要装置UPS设备情况二、UPS供电方案1 ）方案一：双机冗余供电方案UPS不间断电源的主要作用就是在系统电源故障情况下，仪表的控制系统、操作系统在UPS电池组的后备时间内仍能处于正常工作状态。

同时，当UPS内部故障时，也可通过来自系统电源的旁路保证仪表设备的正常工作。

根据石化行业实际生产情况，一些重要装置采用单机UPS可靠性相对较低，不是所有UPS内部故障均能可靠切换到旁路或电池供电，一旦单机UPS出现严重的内部故障，将严重威胁装置的安全运行，使用双机UPS可大大提高仪表电源可靠性。

采用冗余”式运行方式，即两台UPS之间通过并机板或并机线实现相互通讯，针对可能发生的各种故障，按机器内部的程序设置进行双机或单机切换，每台UPS的额定容量能够满足长期带全部负荷的要求。

其配置方式为：1#UPS2#UPS工作电源分别取自变电所I、II段母线。

旁路电源与维修旁路电源取自变电所同一段母线，两台UPS共用一个旁路电源。

1#、2#工作电源经两台UPS滤波、整流、逆变之后输出至配出柜的汇流母排，经空气开关由一条电缆送至仪表电源柜，两台UPS均分负载。

双机冗余UPS运行方式:1.外部电源及UPS正常的情况下，两台UPS整流一逆变运行，两台UPS均分负载。

2.当1#UPS工作电源故障后，1#UPS转为蓄电34供电，2#UPS正常运行，由两台UPS均分负载。

3.当两台UPS工作电源均失电时，两台UPS均转为蓄电池供电，均分负载。

ups技术方案和实施方案UPS技术方案和实施方案。

一、引言。

UPS（不间断电源）是现代信息化建设中不可或缺的重要设备，它可以为电子设备提供稳定的电力保障，防止因电力波动或中断而导致的设备损坏或数据丢失。

因此，制定一套科学的UPS技术方案和实施方案对于企业的信息系统稳定运行至关重要。

二、UPS技术方案。

1. UPS选型。

在选择UPS设备时，需要考虑的因素包括负载容量、输入电压范围、输出电压稳定性、转换时间、电池容量、设备尺寸等。

根据实际负载需求和供电环境，选择适合的UPS设备型号，确保其能够满足系统的稳定供电需求。

2. UPS布局。

UPS设备的布局应考虑到供电设备的位置、负载设备的位置以及电力线路的布置，合理规划UPS设备的位置和布线，确保其能够有效地为负载设备提供稳定的电力支持。

3. UPS维护。

UPS设备需要定期进行维护保养，包括电池检测、设备温度检测、系统自检等，以确保UPS设备的正常运行状态，及时发现并解决潜在问题，保障设备的可靠性和稳定性。

三、UPS实施方案。

1. 现场勘察。

在进行UPS实施前，需要对现场进行勘察，包括供电设备、负载设备、电力线路等的情况进行详细了解，为后续的实施工作提供准确的数据支持。

2. 设备安装。

根据UPS技术方案，进行UPS设备的安装和调试工作，确保设备连接正确、参数设置合理，并进行必要的测试验证，以保证UPS设备的正常运行。

3. 系统联调。

在UPS设备安装完成后，需要进行UPS系统与负载设备的联调工作，检查系统的供电情况，确保UPS设备能够正常为负载设备提供稳定的电力支持。

4. 运行监测。

UPS设备实施完成后，需要进行运行监测，监测UPS设备的运行状态、负载设备的供电情况，及时发现并解决运行中的问题，保证UPS系统的稳定运行。

四、总结。

UPS技术方案和实施方案的制定对于企业的信息系统稳定运行至关重要，通过科学合理的UPS技术方案选择和实施方案执行，可以有效地保障企业信息系统的稳定供电，提高系统的可靠性和稳定性，确保信息系统能够持续高效地运行。

1.UPS简介UPS( Uninterruptible Power Supply），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。

主要利用电池等储能装置在停电时给计算机/服务器、存储设备、网络设备等计算机、通信网络系统或工业控制系统、需要持续运转的工业设备等提供不间断的电力供应。

从市场需求来说，由单一UPS向整体解决方案转型已迫在眉睫，既不再单纯依靠UPS，而是为客户提供包括制冷、机柜、布线、PDU、软件管理等一体化的解决方案。

UPS电源系统主要分两大部分，主机和储能电池或发电机。

额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属哪种性质有关，因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70％的额定功率。

UPS主机-1 UPS主机-2当负载功率确定后，储能电池容量主要取决其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个小时不等。

UPS储能电池UPS储能电池组2.UPS的分类UPS均指静止式UPS，按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。

2.1后备式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。

其特点是：结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，有切换时间，且输出波形一般为方波。

2.2在线互动式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。

其特点是：有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小等特点，但同样存在切换时间。

2.3在线式UPS在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。

其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。

一）UPS解决方案二）EPS解决方案三）稳压器、调压器解决方案四）净化电源解决方案五）蓄电池解决方案六）充电机解决方案七）逆变器解决方案UPS解决方案（选型方案与利用方案）一）选型方案：（1）后备式UPS：A）中川JHP-500/1000系列UPS为后备式设计，具有三级稳压功能，稳压精度高。

适合应用于个人PC机及其它对供电质量要求不太高的PC机应用处合。

B）关于长时刻停电地域的一般PC 机用户，中川UPS力荐后备JHP-500H/1000H长延机会系列，该机具有外挂大容量蓄电池可达6-12小时的逆变供电时刻设计，相对照利用在线机经济。

JHP-500H较适合配带一套PC机电脑利用，JHP-1000H型较适合配带两套PC机利用。

JHP-500H/1000H长延机会电池电压均为12V DC，外挂一只12V蓄电池即可。

（2）在线式高频小机：A）中川JHS-900系列UPS为双变换在线式设计，适合应用于企业及事业单位的基层办公用PC机房或小型效劳器利用。

该型UPS适合在电网较稳固地域利用，一样是一台UPS集中配带2-6台PC机或单台小型效劳器利用。

B）关于电网环境比较恶劣或配有劣性能发电机情形的企、事业基层处所用户，中川UPS力荐抗冲击相对较强的800系列工频在线小机，该机耐受恶劣电网能力最强，只是价钱相对较高。

（3）在线式高频大机：中川JHS-3900系列UPS为双变换高频在线设计，具有冗余并机功能，能大大提高并联UPS系统供电的靠得住性，使要害负载靠得住运行，万无一失。

并机简图如下：市电输入两台UPS并联运行配带同一要害负载，两台UPS各均分50%的负荷，如其中一台UPS显现故障，那么另一台UPS承担全数负荷继续运行，确保要害负载供电的更高平安。

中川JHS-3900系列UPS为三进/单出的中功率型，较适合应用于重点场所的中心机房或信息数据中心的要害负载配用（如中、大型效劳器等）。

（4）在线工频小机：中川JHS-800系列工频小机为双变换纯在线设计，该机耐受恶劣电网及环境能力极强，较适合于厂矿企业，或边远供电质量及环境条件较差地域利用，固然更能应用于大、中城市的电网较稳固地域，只是造价相对较高。

专论与综述清洗世界Cleaning World第36卷第12期2020年12月文章编号：1671-8909 ( 2020 ) 12-0123-004油气站场各类型U P S 分析及改进建议杨志彤，陈昱含，惠洪东，徐思莹(塔里木油田油气运销部阿克苏油气储运中心，新疆库尔勒 841000)摘要：针对近年来某油气站场U P S 设备故障频发的现象及管理存在的缺陷出发，提出了提高U P S 运行可靠性的具体措施。

随着石油化工企业设备自动化程度的稳步提升，同时不间断电源供电系统（U P S )在油气站场也 多用于安保监控系统、工控系统、通信系统等重要场合。

其运行可靠性显得尤为重要，本文通过油气站场研究工 控系统电源供电系统（U P S )的几种配置方案从而对它们的优点和缺点加以分析，并且通过提出改进意见的方式， 规范不间断电源供电系统（U P S )的管理方式，合理配置电源供电系统技术、从而确保其安全平稳运行。

关键词：工控系统；电源供电系统（U P S );逆变器；静态开关；瓶颈故障 中图分类号：T H 112文献标识码：A〇引言U P S 的重要性：某油气装车站场作为易燃易爆的一级重大危险源场所，采用P L C 控制系统作为监控生 产参数与控制电动阀门的工控系统。

P L C 控制系统的运 行可靠性关系到整个油气站场的安全。

而为其提供一个安全稳定的电源是保证P L C 系统可靠运行的前提。

目 前石油化工行业的普遍做法是使用U P S 来提高供电质 量和增加市电断电时的容错率。

而近年来某油气站场 U P S 故障频发，通过分析该油气站场U P S 的管理模式， 改进现有运行方式存在的缺陷，不仅可以提高供电系统 在市电异常断电情况下的容错率，还可以通过延长UPS 电池寿命的方式降低使用成本，减少U P S 的运维频次， 从而保障U P S 长时间稳定运行。

1 U P S 的几种运行方式及其优缺点比较1.1研究背景某油气装车站场中P L C 控制系统电源均采用UPS (不间断电源系统）。

工业 UPS 常用案例分析摘要本文列举了能源（含石油、化工、煤炭及煤化工）行业用户现场应用工业UPS 的一些案例，对其中涉及的操作和运行维护等问题进行阐述，比较各个方案的不同差异和适用范围，为设备维护管理者提供工业UPS 系统整体电源保护解决方案一些建议和思路。

关键词：工业UPS 案例分析并机系统供电系统前言典型工业 UPS 系统常用的电源保护解决方案包括单机系统、并机系统、2N（双母线）供电系统。

如何选择合适的供电方案，起决于系统所带负载的特点和重要性。

对于运行当中可以有计划中断或停止运行的设备，可以选用单机供电；对于运行当中不能停电的重要单电源负载，选用并机供电；对于可以接入两路 UPS 电源的负载，优先选用 2N（双母线）供电方案。

本文从现场应用案例入手，通过操作和运行维护阐述，提供工业 UPS 系统供电解决方案的一些建议和思路。

1 单机系统的应用单机系统是能源行业应用最多的解决方案，根据 UPS 的设计，单机运行 UPS 主机本体可以进行系统不停电维护。

UPS 单机供电方案四种工作状态单机运行供电方案的各点交流负载独立地由一台 UPS 提供动力保护，不停电维护是通过切换到手动维修旁路退出运行当中的 UPS 主机，进行不停电维护的。

手动维修旁路的切换，可以进行无中断的“先通后断”切换过程，不会引起负载中断供电的问题。

实现主机、旁路之间的无间断切换过程。

如下图（图 1：UPS 单机供电方案四种工作状态）所示，UPS 单机供电方案四种工作状态所对应的开关操作顺序为：图 1：UPS 单机供电方案四种工作状态1 正常工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置。

UPS 通过整流器、逆变器、逆变静态开关向负载供电，同时向电池进行充电管理。

2 主电源消失或者整流器故障转直流电池组工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置，所有开关位置不发生变化。