（已结束）2010-10-20-工控擂台-怎样为PLC系统选择UPS？ 点击：2835 | 回复：15
1.1 供电设计
在一般情况下，为PLC供电回路是AC220V，50HZ普通市电。因此，应考虑电网频率不能有很大的波动，在供电网络上也不应有大用电量用户反复起停设备，以免造成较大的电网冲击。为了提高整个系统的可靠性和抗干扰能力，为PLC供电的回路可采用分回路供电装置、隔离变压器、交流稳压器、UPS等设备。
1.2 接地处理
在以PLC为核心的控制系统中，有多种接地方法。为了安全使用PLC，应正确区分数字地，信号地、模拟地，交流地、直流地、屏蔽地、保护地等接地方法。在工程施工时，应很好地连接地线，一般应遵循以下几项原则：
一是，采用专用接地或共用接地的接地方式。注意不能使用串联接地的方式。二是，交流地和信号地不能使用同一根地线。
三是，屏蔽地和保护地应各自独立地接到接地铜排上。
四是，模拟信号地、数字信号地、屏蔽地的接法，应按PLC《操作手册》的要求连接。
2 电源的配电方式
2.1 分相供电方式
由于很多干扰是由电源线引入的，因此在供电线路配置上应把干扰大的设备与测控装置分开由不同的相线供电，最好直接从配电室用屏蔽电缆分别引出两相供电，这对消除干扰有利。
2.2 测控装置与动力设备分别供电方式
微机测控系统中的被控设备(如交流电机，变流装置、电磁阀，加热器等)所用的交流电源的容量大，各种负载变化的影响大，干扰严重，而且不对称负载时，中性点往往发生较大的偏移。测控装置使用的交流低压电源容量小，但要求电压尽量稳定，干扰尽量小。因此，两种电源不宜合一供电，可以采用以下两种供电方式。
一是，配电箱分开供电。当测控装置较少且集中时，可直接从工厂或车间主配电箱敷设专用电缆向电子控制电源配电箱配电，该配电箱专用来向PLC测控系统供电，不可带任何动力负载。而动力负载，包括微机室的空调装置等，应从动力配电箱供电。即应该避免从动力配电箱向PLC及其他电子设备装置供电。
二是，电源变压器分开供电。当电子控制装置较多时，可配备专用的电子控制装置变压器。无论变流还是直流供电，都必须注意空气断路开关的分层设置和容量的大小，防止出现越级跳闸引起更大面积断电的情况。
2.3 电源功率容量
为了使测控装置能适应负载较大范围变化和防止通过电源造成的内部干扰，整机电源必须留有较大的储备量，并有较好的动态特性。当然，电源容量增加太多，势必会造成体积过大，成本增加，一般应选取0.5～1倍裕量。
3 电源系统的隔离技术
3.1 交流供电系统的隔离
由于交流电网中存在着大量的谐波，雷击浪涌，高频干扰等噪声，所以对由交流电源供电的控制装置和电气设备，都应采取抑制来自交流电源干扰的措施。为了将测控系统和供电电网电源隔离开，消除因公共电阻引起的耦合，减少负载波动的影响，同时也为了安全，常常在电源变压器和低通滤波器之前增加一个1：1的隔离变压器。
目前，国外已研制成功了专门抑制噪声的隔离变压器(简称NCT)，这种变压器既能切断共模噪声电压，又能切断差模噪声电压，是比较理想的隔离变压器。
3.2 直流供电系统的隔离
隔离直流电源的方法是使用DC-DC变换器，利用DC-DC变换器对被光电隔离器隔离的单元进行供电的电路，光电隔离器的输人回路和输出回路的供电系统电源被隔离，这样可以较好地提高系统对电磁干扰的抑制能力。
当控制装置和电气设备的内部子系统之间需要相互隔离时，它们各自的直流供。电4.2 采用用UPS的冗余设计
不间断电源UPS是计算机的有效保护装置。UPS虽然可靠性很高，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PLC控制系统属于整个设备系统的心脏，为了保证其稳定及高可靠的工作，可采用UPS双机热备份，即UPS冗余技术，把备用机(2#UPS)的输出端接至主机(1#UPS)的。旁路电源”输入端，而两台uPs的交流电源输人端可接至同一市电电源。热备份机的结构可确保负载设备不会在市电停电时因主机故障而断电。以确保负载设备不会产生数据丢失，设备损坏、系统崩溃等问题。
4.3 双直流电源冗余
采用两个直流电源经过二极管并接的方法，可以提高直流供电系统的可靠性。当一个直流电源出现故障时系统仍能继续工作。这时，要注意选用两个独立的，导通电压很接近的二极管·否则，当出现一个二极管故障时无法进行处理，而且还会造成两个电源负荷不均匀的情况。
PLC控制系统的供电设计技术在系统可靠性设计中占有重要地位，在实际设计中应根据应用系统的具体特点和应用环境的具体条件，全面、合理地考虑系统的要求，从总体上灵活地选择行之有效的供电技术来提高控制系统的可靠性。
电源间也应该相互隔离。
4 电源的冗余技术
4.1 双交流电源冗余
为了提高供电系统的可靠性，交流供电最好采用双路冗余供电，两路电源分别引自不同的变电站(所)，当一路供电出现故障时，要能自动切换到另一路供电。
交流不停电电源系统，习惯上简称为UPS，它主要是由整流器、逆变器、静态切换开关、旁路系统、蓄电池组及控制显示单元等组成.
UPS正常工作状态是由交流工作电源经整流、逆变后提供负荷交流220V恒频、恒压电源；当交流交流工作电源消失或整流器故障时，由直流蓄电池组经闭锁二极管、逆变器向负荷供电，当逆变器故障输出电压异常或过载时，则由静态切换开关至旁路备用电源向负荷供电 .
一、UPS容量计算
UPS的额定容量通常是指逆变器交流的视在功率（kVA），所以在选择UPS额定容量时，在考虑一定功率因素的静态负荷同时还要考虑动态负荷以及温度变化、蓄电池性能变化和设计冗余要求等因素影响。
1、计算公式：
Sn=KP∑/cosφ
其中Sn------UPS计算容量（kVA）
P∑------全部负载的计算功率（kW）
K------可靠系数，一般取1.4
cosφ------负载功率因素，一般取0.7
则 Sn=2P∑（kVA）
2、注意事项：
容量计算要求负荷统计准确。实际工程往往负荷统计时就取了一定的余度，计算时再按1.4可靠系数计算，选择的UPS的额定容量偏大，对用户是一种浪费。
二、电缆截面选择
UPS装置供电有交流和直流电源两种 ，其供电电源的可靠性直接关系到UPS装置供电的可靠性。
1、电缆截面计算公式：
电缆截面选择主要应满足持续允许工作电流、允许电压降的要求，其供电和馈线回路的电缆均要通过计算选择。
(a)按持续允许工作电流选择：I≦KIz---------------------------------- (1)
(b)按电压损失校验：
直流线路：S=200LρI/△U% U -----------------------------------------(2)
单相交流：S=200LρI/△U% U -----------------------------------------(3)
三相交流：S=173LρI/△U% U -----------------------------------------(4)
其中I------全部负载的计算工作电流(A)
Iz------电缆在标准敷设条件下的额定载流量（A）
K------不同敷设条件下综合校正系数
S------按电压降要求值计算的电缆截面（mm2）
L------供电线路的长度（m）
ρ------电缆材质的电阻率
△U%------设备允许的电压降
U------线路工作电压，三相为线电压，单相为相电压，直流为蓄电池组端电压 (V)
2、注意事项：
(a)一般情况下，供电电源距UPS装置安装位置的距离不远，电缆在标准敷设条件下的额定载流量Iz决定着供电电缆截面；但较大负荷和长距离的供馈线回路则往往是电压降决定着所选电缆的截面，切不可按所谓的经验估摸以免酿成事故。
(b)根据 UPS装置供电负荷的重要性，其供馈线电缆宜选用铜芯动力阻燃电缆并应满足消防的各项要求。
三、可靠的供电
1、交流电源
UPS装置配专用旁路时，有条件时主回路和旁路电源尽可能分别提供且从不同的交流母线段供电，保证供电电源的可靠。主、旁路电源按一运一备考虑，不重复计及容量；当受条件限制时主回路和旁路电源也可合并一路电源供电。
2、直流电源
UPS装置直流供电常见有两种方案，一是配置独立的自用蓄电池组，另一种是引自控制保护的直流蓄电池组（发电厂、变电站等）。无论采用哪一种方案，要注意对蓄电池组平时的监视和维护，确保需要时直流蓄电池组能发挥作用。
四、其 他
1、UPS装置宜选用单相输出方式，无需考虑负荷平衡问题，能够充分利用UPS的额定容量。
2、UPS装置应具有同步控制装置使逆变器输出与旁路电源同步，保证回路间实现无扰动切换。
3、UPS装置为发热量较大的设备，一般发热容量约占总容量的8%左右，电子设备对环境温度比较敏感，设计时要充分注意散热问题以保证UPS的性能和寿命。
首先看工艺的要求，如果PLC所控制的工艺条件要求苛刻，像危险化学品、反应剧烈的产品等，要配置UPS，如果平常的小型PLC或工艺开停频繁，可以快速停车、工艺参数要求不严格的，没有必然配备UPS。
需要配置UPS的系统，要看PLC的点数，特别是给仪表供电多功率大的系统，如现场供电220V、24V电磁阀等等功耗大的仪表，其UPS的容量要大一点。
发生突然停电时，工艺停车所需要的时间，如果工艺需要处理的参数比较多，且连锁系统需要动作等，其UPS配置也需要一定的容量。
UPS本身的质量应该有保障，必备的容量报警、稳压、滤波、噪音等等参数都应考虑。
UPS报价，这一块很敏感，需要领导的认可，再者领导的关系，即使其质量不行，也别无选择。因此这是最重要的一点。
领导的意志，决定你的选择。
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