需求與分析
1、 通訊控制設(shè)備
通訊控制設(shè)備應(yīng)用在企業(yè)中的各個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)節(jié),包括過(guò)程控制與監(jiān)控、自動(dòng)化設(shè)備、測(cè)量?jī)x器儀表、各種傳感器、執(zhí)行元件和機(jī)構(gòu)、以及其它計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)設(shè)備等,比較典型的有PLC(可編程控制器)、DCS(分散控制系統(tǒng))和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等裝置。通訊控制設(shè)備的特點(diǎn)體現(xiàn)為數(shù)量多、分布廣、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多樣,它們能否工作正常,有賴于電源供給的質(zhì)量,自動(dòng)化程度越高的應(yīng)用場(chǎng)合,對(duì)電源質(zhì)量的依賴越明顯。
例如PLC等裝置,通常要求供電電源為50Hz、220V±10%,可以承受的中斷時(shí)間小于10ms,由于設(shè)置的數(shù)據(jù)需要初始化,一旦運(yùn)行則不能停止工作。實(shí)際應(yīng)用中,PLC卻很容易受到電源質(zhì)量的影響,象電磁干擾、零地電壓高、電壓過(guò)高或過(guò)低、電源中斷等問(wèn)題,都會(huì)造成PLC工作不正常,并最終導(dǎo)致PLC所控制的設(shè)備出錯(cuò),影響生產(chǎn)進(jìn)程。而在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境,電源質(zhì)量問(wèn)題是頻繁發(fā)生的,因此,生產(chǎn)自動(dòng)化的通訊控制設(shè)備應(yīng)采用具有穩(wěn)頻穩(wěn)壓功能的在線式UPS提供電源保護(hù),對(duì)UPS供電可靠性需特別關(guān)注。
對(duì)于機(jī)房里使用的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,同樣面臨著各類電源質(zhì)量問(wèn)題,并可能發(fā)生數(shù)據(jù)丟失、誤碼、硬件損壞等情況,同樣要求采用在線式UPS提供可靠電源保護(hù)。
2、 動(dòng)力設(shè)備
鋼鐵生產(chǎn)流程的動(dòng)力設(shè)備以電機(jī)負(fù)載為主,從功能上大體可以分成兩類:
?、?nbsp; 生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力驅(qū)動(dòng),例如軋鋼機(jī)傳動(dòng),恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,工藝要求調(diào)速傳動(dòng)的,大多數(shù)采用直流傳動(dòng)或交流調(diào)速傳動(dòng)。采用直流傳動(dòng)的,需要配置直流驅(qū)動(dòng)器;采用交流調(diào)速傳動(dòng)的,則需配置變頻器。不管是采用直流或者交流傳動(dòng),這些設(shè)備都會(huì)面臨電源故障的問(wèn)題(斷電、電壓波動(dòng)),并由此發(fā)生產(chǎn)品缺陷、生產(chǎn)設(shè)備受損甚至是生產(chǎn)事故,因此需要配置UPS電源保護(hù)。
?、?nbsp; 鋼鐵生產(chǎn)流程中大量采用的供/排水泵、鼓風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的數(shù)量多,一些風(fēng)機(jī)的容量比較大,一般為中壓電機(jī)(3-10KVac),常規(guī)設(shè)計(jì)為不停機(jī)運(yùn)行,采用MW級(jí)供電電源;風(fēng)機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)需要單獨(dú)供電,由UPS提供電源保障。
3、 信息中心
隨著鋼鐵行業(yè)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,鋼鐵企業(yè)將信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)、Internet以及電子商務(wù)運(yùn)用到鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)改造、質(zhì)量控制、供應(yīng)鏈等作各個(gè)過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)信息化,促進(jìn)提高企業(yè)運(yùn)作效率、降低成本、進(jìn)一步提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
鋼鐵企業(yè)信息化,包括三個(gè)層次:網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、業(yè)務(wù)平臺(tái)和企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng),而業(yè)務(wù)平臺(tái)和企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)都是構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上,所以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是重中之重。建設(shè)一個(gè)安全可靠的基礎(chǔ)電力保障設(shè)施,是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必要的基礎(chǔ)工程。所以在鋼鐵企業(yè),UPS系統(tǒng)對(duì)構(gòu)建不間斷安全供電平臺(tái)的重要性日益突顯。
解決方案
1、通訊控制設(shè)備
鐵水脫硫處理、連鑄、RH濁環(huán)水,轉(zhuǎn)爐的加料、吹氧、出碴、除塵、水循環(huán)等各個(gè)環(huán)節(jié)都采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制,電網(wǎng)的波動(dòng)和中斷會(huì)影響煉鋼的質(zhì)量。為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,必須配置UPS以提供純凈的不間斷電源,推薦容量在3~100KVA。
(圖:煉鋼連鑄機(jī))(圖:煉鋼轉(zhuǎn)爐)
2、動(dòng)力設(shè)備
由于傾動(dòng)電機(jī)和提槍電機(jī)等設(shè)備,均屬于電機(jī)類負(fù)載,其啟動(dòng)電流通常會(huì)達(dá)到額定電流的7~11倍,并維持?jǐn)?shù)百個(gè)周波(每個(gè)周波20ms),對(duì)UPS的沖擊比較厲害,UPS較易發(fā)生過(guò)流保護(hù)。所以要用UPS直接帶電機(jī),UPS的額定功率應(yīng)是電機(jī)額定功率的5倍以上。對(duì)于70KW的電機(jī),應(yīng)配置70KW×5=350KW,考慮UPS的輸出功率因數(shù)為0.8,則應(yīng)配置UPS的功率為225KW÷08≈440KVA。
如果在電機(jī)之前增配變頻器,利用變頻器控制電機(jī)的啟動(dòng),將啟動(dòng)電流限制在較小程度(1~1.25倍額定電流),這樣可以減小UPS的配比。UPS帶變頻器、變頻器帶電機(jī)的模式,則推薦容量比例UPS:變頻機(jī):電機(jī)=1.5:1.25:1。對(duì)于70KW的電機(jī),可配置70×1.25=87.5KW的變頻器,配置70×1.5÷08=131KVA的UPS。
(圖:UPS與變頻器的組合應(yīng)用)
上圖中,UPS輸入采用ATS自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān),由2路市電供電。正常情況下ATS自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)投擲到市電1的位置,市電1作為主輸入電源,市電2作為備用輸入電源。如果市電1中斷,ATS自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)將自動(dòng)切換至市電2供電(切換時(shí)間與ATS有關(guān),一般為秒級(jí));當(dāng)市電1恢復(fù)供電后,ATS自動(dòng)切換由市電1供電。只有在市電1和市電2都斷電的情況下UPS才由電池供電。
由此,ATS雙電源輸入供電系統(tǒng)可以減少UPS電池系統(tǒng)的放電次數(shù)與放電時(shí)間,大大提供了系統(tǒng)的可靠性。
3、信息中心
對(duì)鋼鐵企業(yè)信息中心,推薦采用UPS的雙回路冗余供電系統(tǒng),具有高度容錯(cuò)的能力,可以杜絕單點(diǎn)故障隱患 。
(圖:UPS雙回路冗余供電系統(tǒng))
KELONG UPS雙回路冗余供電系統(tǒng),采用2臺(tái)三進(jìn)三出大功率UPS組成1+1并聯(lián)冗余系統(tǒng)輸出,作為負(fù)載設(shè)備的主電源輸入,1路市電(也可以是另一路UPS)作為負(fù)載設(shè)備的備用電源輸入。對(duì)于雙電源負(fù)載設(shè)備,可以直接接入二路輸入,分別來(lái)自UPS并機(jī)系統(tǒng)和市電回路,提高供電保障;對(duì)于單電源負(fù)載設(shè)備,在其前端配置KTS冗余開關(guān),利用冗余開關(guān)的冗余配電功能提高供電可靠性——冗余開關(guān)具有二個(gè)輸入端子,一個(gè)輸出端子,只要保證有一路輸入,輸出就不會(huì)中斷。此種應(yīng)用,當(dāng)主回路供電系統(tǒng)供電中斷時(shí),負(fù)載設(shè)備切換至由備用電源回路供電;從而大大提高了負(fù)載設(shè)備的供電可靠性,全面保護(hù)整個(gè)鋼鐵企業(yè)信息中心的的各種硬件設(shè)備、運(yùn)行程序和數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的傳輸。