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DCS供电系统中UPS电源最优运行方式

发布时间:2015-09-08    来源:http://www.jinwushi-ups.cn

目前石油化工生产装置绝大多数采用DCS(distribute control system) 系统进行生产过程的控制和操作。为提高系统的可靠性,DCS的供电采用不间断电源UPS(uninterruptable power supply)。UPS将电源的瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动及电压噪声消除,同时可提供一定的后备时间,便于操作人员进行装置紧急停车。

近几年,随着UPS电源使用数量的增加,由于UPS电源本身故障引起的生产装置的非计划停车事故时有发生,甚至超过了因电网失电带来的影响。如何提供UPS电源供电的可靠性, 确保由UPS电源、DCS组成的系统在电网正常和失常情况下,都能有效的发挥作用,对连续运行要求很高的石化生产装置具有普遍的意义。

1、DCS供电要求

DCS一般由3部分组成:人机接口部分、网络通信部分、控制站部分。控制站部分是DCS系统最重要的部分,用于装置的控制和数据的采集正常情况下,只要控制站部分运行正常,其他部分即使短时间的失电也不会给装置生产造成大的影响,因此,保证了控制站的供电也就是保证了DCS供电。

由于控制站的重要性, 设计时其所有关键部分都采取了冗余和容错的方式。电源部分理所当然是控制站的关键部分, DCS系统重要单元的电源组件〔模块)都采用的稳压开关电源,且为双重或多重化的供电方式,也就是说所有重要的DCS系统控制站都至少是1:1冗余的,而且可由两组独立的电源对其供电。每组供电电源的要求一般为:电压100-132/187-264 V AC单相频率50Hz±3%,允许畸变(THD):8 % maximum,允许掉电时间10 ms maximum。

2、DCS供电系统中UPS电源双机直流冗余供电方案

通过分析UPS电源故障的原因、UPS电源备份优缺点以及石化生产装置DCS的供电要求,我们可以看出,为确保DCS供电的重要性,DCS本身电源系统基本都实现了1:1冗余,而且可以由两组独立的电源对其供电,完全可以由两台UPS电源双机分开为DCS提供两路电源。

采用两个独立的UPS电源给DCS控制站的两组电源单元供电,两台UPS电源有不同电网的两路电源供电,当任何一台UPS电源故障或任何一路市电失电,都能保证对DCS控制站可靠供电,保证具有冗余功能的系统网络总会保障网络畅通,操作员站总有一组能进行操作和监视。该运行方式可以由两台任意品牌的UPS电源组成供电系统,也非常适合老装置技术改造。

3、结论

DCS供电系统中UPS电源单机供电方式在运行于切换过程中存在故障隐患,必须采用多机供电方案,其中双机直流冗余供电方案即保持了冗余备份运行的优越性,也避免了交流同步的环流隐患等弊端,提高了供电可靠性,增强了此运行方案的应用性和普及性。

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