工控系統供電的UPS解決方案

2021-12-22 12:01:39 字數 5470 閱讀 2310

時間:2011-01-14 09:06:44 **:微型機與應用作者:

1.控制系統ups選用

企業生產線的自動化控制系統一般由二級工控機和現場工作站(plc、dsc)構成,如何為上述裝置提供乙個良好可靠的電源環境,是保證自動化控制系統安全可靠執行的基礎。為此要求所選用的ups必須能向處於執行中的各種關鍵裝置(工控機、plc、dsc、智慧型儀表等)的硬體木身提供供電安全保護,這就意味著使用者所選用的ups應該是可配置上相應電源監控軟體,snmp(網路管理協議)介面卡的智慧型化ups。以使ups成為自動化控制系統監控網路中的乙個節點。

由於後備式和**互動式ups在應用上的侷限性,考慮到自動化控制系統在企業生產中的重要性,不考慮後備式和**互動式ups。根據負載裝置的擺放位置,選用大容量的ups集中供電方案。其原因是:

1)大容量的ups的平均無故障時間較長,一般大於200000h,故障率較低。

2)ups的每單位千伏安的**,隨著ups容量的增大而下降。

3)大容量ups方便管理,維護較有保障。

4)有利於使用者更經濟合理地使用蓄電池。

根據使用者的不同配送電系統選用不同的ups機型,以適應使用者配送電系統帶載能力的要求。由於大部分工業企業的用電環境波動較大,選用允許市電電源波動範圍大的ups機型,可以更好地適應市電電網惡劣的供電環境。

選用ups過載能力強和具有優良抗輸出短路能力的機型,只要ups執行市電交流旁路供電與逆變器供電之間的切換操作,就總是存在著出故障的概率。顯然,ups抗過載能力越強,客觀上ups作上述切換的機會就越少,隨之而來的是ups的故障率越低。要配置有適當的抗瞬態浪湧抑制器,以便更好地保護控制裝置。

選用ups輸出中線對地線電位低的機型,可以獲得盡可能高的資料傳輸速率,降低資料傳輸的誤位元速率。根據使用者集中監控系統不同級別的要求,組成具有不同網控功能的智慧型化ups系統。為了維護管理上的方便及確實管理好ups的執行,監控部分必須操作簡便且為全中文顯示。

由上所述,在這裡針對軋鋼系統的自動化控制系統裝置選用了兩台台達的h系列ups。因為ups雖然可靠性很高,一般單台ups的平均無故障時間在l0萬小時以上,但由於供電條件的變化,ups本身電器裝置的老化,個別元件過早失效等都會引起ups故障。由於自動化控制系統屬於整個生產線的中樞系統,為了保證其穩定及高可靠地工作,採用了雙機熱備份,即冗餘技術,其技術應用如下:

1)可靠性比單機高,達到雙重安全保障。

2)停電時,一部ups故障,另一部仍可提供高質量的供電。

3)維護時,仍保持ups的正常功能。

4)兩台ups壽命皆延長。

備機(ups1)的輸出端接至主機(ups2)的"旁路電源"輸入端,並將兩台ups的"交流電源"輸入端接至同一市電電源,如圖所示。正常工作時,由主機(ups2)提供給負載電源。當主機內部出現故障,如門巳電壓過低、過熱、逆變器輸出電壓超出允許範圍、逆變器失效等,或者主機由蓄電池供電時,蓄電池電量耗盡,此時ups2會發出告警,ups輸出端靜態開關會自動切換至旁路,由ups1的逆變輸出提供負載所需電源。

當異常狀況消除後,靜態開關會自動從旁路(ups1)轉入ups2的逆變器輸出端,此時由主機(ups2)繼續為負載提供電源。

在停電、一部ups故障、系統維護等情況發生時,靜態開關的切換有嚴密的電路控制,確保不會在切換時有任何斷電情況發生。

熱備份機的結構可確保負載裝置不會在市電停電或因ups故障而斷電,以確保負載裝置不會產生資料丟失、裝置損壞、降級使用、系統崩潰等問題。

2.安聖itrust ups的組網解決方案

企業工控系統採用分散供電方式使管理員難以實時了解遠處的ups執行狀態,為此安聖電itrust ups提供了多種監控組網方案,主要有rs232和snmp卡。

通過upsite監控軟體,可以實現ups在網路中的實時監控。在使用rs232介面時,可根據裝置的具體情況採用不同元件,節省硬體資源。當網路裝置或小型pc伺服器僅需要在市電停電後,能夠在無人值守的情況下自動儲存資料並安全關機,可只安裝upsite守候程式;若需要實時顯示ups的工作狀態,了解電力狀況,只需安裝後台管理軟體即可;而在已使用rs232與ups連線的計算機、伺服器系統中,通過安裝監控**,即可將ups的工作資訊(包括電網電源的狀態)自動傳送到網上,使網路上安裝了守候程式和後台管理的裝置能夠及時獲得電源資訊。

此外,使用者還可以在遠離計算機、伺服器的地方,使用ups內建snmp卡,直接接入網路,使ups成為網路終端裝置,使用者可通過專用軟體或web測覽器完成ups監控。

對於執行網管平台的伺服器,只需將ups監控資訊資料庫mib加入管理資料庫,即可通過rs232進行ups監控。

ups是保障計算機、通訊、網路等電子裝置安全、穩定工作的重要裝置,作為完整的電源保護方案,ups智慧型監控已成為網路時代ups的基本特徵。ups itecenter網路集中監控系統(以下簡稱upsitecenter)是專為安聖itrustups開發出的一套應用軟體,可廣泛應用於電信、銀行、**、鐵路、化工、廣電、電力、企業、交易所等領域,尤其適用於大型網路分散節點的電源保護和動力監控,例如寬頻都會網路、智慧型化小區、銀行自動櫃員機營業網點、電力行業無人值守站。

(1)系統構成。ups itecenter由snmp網絡卡、安全關機服務程式和後台監控管理程式3部分組成。

l)snmp網絡卡:使ups具備乙太網通訊能力,成為網路上的乙個節點,支援tcp/ip、http、sna促等網路協議,提供web測覽,nms網路管理系統接人、ups ite-centerups**等服務。

2)安全關機服務程式:通過windows控制面板的設定程式,預先定義ups故障時選擇關閉計算機或執行外部檔案。ups故障告警時,自動儲存使用者文件,關閉計算機或執行使用者指定的命令。

3)後台監控管理程式:對網路ups裝置進行集中監控和維護管理,提供ups歷史資料查詢、ups遠端控制等功能。當ups故障時,可採用多種形式通知使用者,包括告警、傳送傳呼資訊。

傳送e-mail、手機簡訊息等。

(2)系統功能。

l)分層管理。upsitecenter對ups實行分層管理,它不限制接入ups的數量,響應及時,占用網路資源少。分層管理模式滿足使用者對數量龐大的 ups進行管理,不會在介面上出現大量的ups,導致查詢困難,各行政區的ups執行狀況一目了然。

使用者可以根據ups數量的多少任意劃分,方便管理。 upsitecenter的這種管理方法稱為"ups樹"。

2)告警通知。ups告警時,upsitecenter自動彈出告警對話方塊,發出告警聲響、傳送e-mail或傳送傳呼訊號等,通知維護人員。

3)安全關機程式。ups告警時,根據預先定義的處理方式(具有7種事件處理能力),執行命令檔案,自動儲存使用者文件,關閉計算機,最大程度地保護資料和裝置的安全。

4)歷史記錄查詢。提供4萬條完備的歷史記錄,包括歷史事件、歷史控制和歷史資料。

a)歷史事件記錄查詢:通過歷史事件記錄可以查詢一段時間內ups的所有事件或某一種事件,甚至還可以根據事件的告警等級進行查詢,對查詢結果可以進行排序。

b)歷史控制記錄查詢:通過歷史控制記錄可以查詢一段時間內的所有控制記錄或某一種控制記錄。甚至還可以根據控制的告警等進行查詢,對查詢結果可以進行排序。

c)歷史資料記表查詢:通過歷史資料記錄可以查詢一段時間內的所有歷史資料記錄或某一種訊號的歷史記錄,並可以對查詢範圍進行限制,查詢結果可以以曲線形式顯示。

5)服務功能。upsitecenterups集中監控系統的安全關機程式以服務形式存在,計算機啟動時自動載入並駐留記憶體。當ups發生告警事件時,根據設定執行安全關機程式,自動儲存使用者文件。

使用者可以通過控制面板中的設定程式對引數進行設定。

6)網路測覽。snmp卡提供上網功能,使用者可以通過ie、netscape等測覽器觀察ups的運**況,並進行必要的控制。

7)安全管理機制。snmp卡具有嚴格的安全管理機制,具體體現在以下3個方面:

a)web測覽許可權分為管理員、操作員和一般檢視使用者3個級別,一般檢視使用者只能進行ups的資料捌覽,操作員使用者在此基礎上還可以對ups進行控制,而管理員還可以設定或修改snmp卡執行引數。

b)無論web使用者、後台監控軟體還是nms使用者,對ups的控制都有詳細記錄,包括使用者名稱、時間和控制內容。

c)只有管理員才可以通過tty、telnet登入snmp卡。

8)個性化顯示。提供柱狀圖、資料列表圖、曲線圖、碼表圖、狀態圖和組態圖等6種顯示介面,根據需要選擇響應的顯示方式。

3.組網方案

upsitecenter採用主動上報告警策略,所有資料在snmp卡上進行前置處理,資料保留在卡上。snmp卡除了定時與中心保持聯絡外,只有告警時d與中心建立網路連線,網路資源占用極少。

方案一:本方案適用於企業或公司等以太區域網的ups監控,ups需要外加snmp卡。

每塊snmp卡分配乙個ip位址並接入計算機,通過超級終端設定ip位址,使ups成為區域網網路裝置。使用者可以通過ie等web測覽工具訪問snmp卡所在的計算機ip位址,執行網路集中監控軟體即可監控ups。

由於乙個區域網的ups數量較少,維護工作偏重於計算機保護。對於需要維護的計算機應執行安全程式,在安全程式上設定upsip位址,與upssn-mp卡建立網路連線,同時設定安全關閉計算機的外部條件。

方案二:本方案主要適用於電信、化工、鐵路、銀行、特大型企業等需要對多個城市ups進行集中監控和管理的廣域網應用場合,這種組網方式要求具備基本的傳輸網和已組建的廣域網。

ups監控組網和計算機組網一樣,廣域網中的各區域網的計算機保護和監控方案一相同,每塊snmp卡在其所屬的網段中分配乙個ip位址,成為廣域網中的乙個節點。

由於廣域網與每個區域網之間的通訊頻寬較窄,因此ups監控不能影響正常的資料通訊。ups itecenter集中監控軟體採用告警主動上報的處理策略。在沒有告警資訊時,間隔一段時間與中心監控計算機聯絡一次,平時不占用正常的通訊頻寬。

方案三:本方案主要針對光纖已經鋪設到位的電力系統。

實施條件:主站和分站安裝了sdh等接入網通訊裝置,有乙太網介面裝置,能進行網路通訊。

增加裝置:snmp卡、光纖傳輸網路訊號光收發器。

接入方法:將snmp卡插入ups,通過網線將snmp卡與光收發器連線起來,光收發器通過光纖接大分站sdh乙太網介面,使ups成為網路裝置。

根據網路分布情況,對每個snmp卡分配ip位址,設定可以訪問snmp的計算機,即可在中心監控ups。

方案四:寬頻網際網路絡裝置的執行需要引入大量的ups裝置。乙個電信智慧型小區寬頻網際網路往往涉及成百上千個小區,每個小區的寬頻網路裝置配置一到兩台ups,這樣就有上千臺ups需要投入人力、物力進行維護。

通過給每台ups增加一塊snmp卡,在中心增加一台計算機,執行集中監控軟體,利用現有網路即可組建乙個ups集中監控網路。通過集中監控網路,可以隨時了解ups的執行狀況,及時準確地對ups進行維護。

例如利用監控系統對ups蓄電池充放電進行分析,及時發現蓄電池的異常情況,提早更新損壞的蓄電池,保證停電後蓄電池供電正常等。

upsitecenter網路ups集中監控系統可廣泛應用於電信、銀行、**、鐵路、化工、廣電、企業、交易所等領域,其中:方案一適用於區域網,方案二適用於廣域網,方案

三、四適用於都會網路應用場合。

4.方案效果

該方案設計上留有了一定裕量,控制中心共配置兩台台達h系列ups,為將來增加系統裝置提供充足的用電容量,而且使用了雙機熱備份電源系統,相對提公升了 ups裝置的安全執行。同時由於安聖itrustups具有多種組網方案,可實現遠端ups集中監控管理,達到遠端無人值守的集中管理的功效,不但降低了操作者管理上的負擔,更可以達到即時通報、智慧型處理的電源管理效果。

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