北京和利时系统工程有限公司

1  前言

    随着计算机技术的飞速发展和自动化控制水平的日益提高，工业控制计算机（DCS控制系统）在石油、化工等工业生产领域的应用日益广泛。加强对工业控制计算机供电系统的管理和维护，保证计算机控制系统长周期安全稳定运行，创造效益最大化，逐渐受到人们重视。
    UPS是不间断电源的简称，要求连续供电的场所和长期运转的设备一般都采用UPS电源供电，在正常市电突然中断的紧急情况下，由UPS电池为系统提供电源，保证运行正常，在故障处理完毕后再切至市电正常供电。SH3082-1997行业标准明确指出：工业控制计算机、DCS控制系统、PLC控制系统供电系统应采用UPS供电方式。兖矿鲁南化肥厂生产系统的工业控制计算机、DCS控制室都采用了UPS供电方式。在正确使用UPS供电的同时，还必须加强对UPS供电设备的管理和维护。

2  UPS供电系统工作原理（以EPS-2000UPS为例说明）：

    在正常情况下，工作电源（主路）供电，经整流器，交流变直流，可以给电池供电，再经逆变器，直流变交流输出为系统供电。当发生故障时，会出现以下几种情况：

    (1)  工作电源（主路）发生故障时，会自动切换到备用电源（副路）供电；
    (2)  主、副路供电电源都发生故障时，UPS电池放电，经逆变器，直流变交流为系统供电；
    (3)  整流器发生故障时，UPS主路变为电池供电，与正常电池放电一样，当电池电压降至设定值时，UPS自动旁路开关会自动切换到旁路供电；
    (4)  逆变器发生故障时，UPS会自动切换到旁路供电；
    (5)  UPS主路、旁路发生故障时，只能人为切换到手动旁路供电，UPS失去作用。

图1  EPS-2000结构原理图

3  使用UPS注意事项

    (1)  UPS容量应是负载的1.4倍，这样才能保证UPS正常工作；
    (2)  应充分考虑电池放电时间，可根据输出电流和UPS功率来计算；
    (3)  尽可能采用双路供电，一路出现故障时另一路可正常工作。对三入三出的大型UPS应均匀分配UPS三相的负载，并选择具有相位调整功能的UPS；
    (4)  UPS切换时间应不小于DCS系统允许瞬间断电时间，按小于3毫秒考虑；
    (5)  UPS电压瞬间变化应小于10%；
    (6)  UPS设备内部应有变压稳压环节和维护旁路功能；
    (7)  UPS内部主电源与旁路电源应具有自动同步功能。

4  UPS开关机步骤（以EPS-2000UPS为例说明）

    (1)  开机
    ?  闭合K2（电池开关）；
    ?  闭合K1（主路电源输入开关）；
    ?  启动逆变器。

    (2)  关机
    ?  停止逆变器；
    ?  断开K1开关（主路电源输入开关）；
    ?  断开K2开关（电池开关）；
    ?  断开输入开关。

    UPS加载运行前，必须对电池进行充电，一般需12小时以上。

5  UPS日常维护

    ?  加强日常巡检，监控UPS工作状态发现问题及时处理；
    ?  利用系统停车检修时间清除机内灰尘，清洗过滤网，晾干后回装；
    ?  利用系统停车检修时间检查、打磨接线防止松动氧化；
    ?  利用系统停车检修时间对电池进行充放电试验；
    ?  利用系统停车检修时间进行供电切换试验；
    ?  利用系统停车检修时间检查测量电池电压，发现问题及时更换处理；
    ?  利用系统停车检修时间对风扇加油润滑，清理卫生。

6  UPS电池的日常维护

    一般情况下，在线式UPS的额定功率越大，故障率越低。在各类故障中，控制电路问题引发的故障占10%左右；晶体管损坏、静电开关失效及充电回路等引发的故障占30%左右；而由电池引发的故障占60%左右，因此，正确使用和维护好电池是降低UPS电源故障的关键。

    (1)  定期检查UPS电源免维护电池的端电压和内阻。对于12V单元电池，如果各单元电池间的端电压差超过0.4V以上或其内阻超过80mΩ时，应对各单元电池进行均衡充电来“复活”电池；
    (2)  定期对电池进行充放电，防止电池因长期没有放电过程而失去活性报废；
    (3)  UPS工作环境应符合要求，温度、湿度适宜，安装规范，放置平稳，接地电阻符合要求，UPS接地电阻小于4Ω，计算机直流接地小于1Ω。