SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Не сбиваясь с рабочего ритма. Источники бесперебойного питания компании Eaton

Мало приятного, когда в сети резко скачет напряжение и электроприборы выключаются. Но еще хуже, если такие сбои происходят в промышленной автоматизированной системе. Обеспечить стабильное и постоянное электро­питание оборудования призваны специальные устройства – источники бесперебойного питания (ИБП). Компания Eaton производит широкий спектр ИБП для систем разного уровня. В статье представлены серии ECO, Evolution, EX, а также 9‑я серия.

«КОМПЭЛ-АВТОМАТИКА», г. Москва

Компэл-Автоматика.gif


Электроснабжение оборудования – один из важнейших факторов, влияющих на работу АСУ ТП. Перебои в электропитании или неудовлетворительные характеристики электросигнала способны не только нарушить функционирование системы, но и привести к поломке дорогостоящей элементной базы. Ситуация усугубляется тем, что отечественные поставщики электроэнергии в силу своего монопольного положения на рынке не готовы ни гарантировать качества своих услуг, ни нести ответственности за возможный ущерб.

Поэтому обеспечение беспере­бойного и качественного электро­сигнала – «головная боль» владельцев и поставщиков автоматических систем управления. Решение у проблемы, к счастью, имеется – промышленные источники бесперебойного питания (ИБП), выпускаемые, в частности, компанией Eaton.

Рис.1.png

Рис. Источник бесперебойного питания Eaton Ellipse ECO


Как известно, большей части оборудования, которое применяется в современных системах управления производственными процессами, требуется однофазное или трехфазное питание переменным током. Это обусловлено его большей доступностью, а также простотой преобразования этого типа сигнала в постоянный (в то время как обратный процесс сопряжен с определенными сложностями).

При однофазном электропитании прибор получает ток от одной фазной линии и линии нулевого рабочего провода. Особенность такого типа питания состоит в том, что изменение синусоиды переменного тока происходит на всех линях одинаково – в унисон. Трехфазное питание по сути представляет собой три однофазных канала, синусоиды в которых сдвинуты друг относительно друга на угол 120 градусов (или на треть периода синусоиды).

Все проблемы, связанные с бесперебойным питанием промышленных систем, можно разделить на три группы: отсутствие электро­питания вообще, значительное повышение или понижение напряжения, изменение формы сигнала, вызванное определенными внешними факторами. Линейка ИБП Eaton успешно решает весь спектр задач, связанных с обеспечением качественного электроснабжения систем автоматического управления, и представлена несколькими типами устройств как для однофазных, так и для трехфазных сетей.

Базовым решением для защи­ты маломощных некритических элементов системы управления является Eaton Protection Station, с выходной мощностью от 500 до 800 ВА. Это недорогое, компактное и надежное устройство сочетает в себе функ­ционал сетевого фильтра и надежного ИБП, способного обеспечить работу подключенного к нему оборудования на протяжении 10–20 минут, чего вполне достаточно для того, чтобы безопасно отключить запитанный от него участок АСУ ТП. Eaton Protection Station поставляется в вариантах на 6 и 8 стандартных розеток, половина из которых обеспечивает защиту от перенапряжения и полного отключения энергии, а половина работает только как сетевой фильтр.

Устройство имеет целый ряд дополнительных функциональных возможностей: замена батарей, управление электропитанием при помощи специального ПО, через встроенный USB-порт, а также защита линий передачи данных (Ethernet и телефонная линия).

«Продвинутый» вариант Protection Station – Eaton Ellipse ECO – функциональный однофазный ИБП, покрывающий диапазон мощностей от 500 до 1600 ВА. В зависимости от варианта устройства Ellipse ECO предоставляет в распоряжение своего владельца от 3 до 4 розеток с возможностью резервного питания и 1–4 розетки, выполняющие функции защиты от перенапряжения.

Как и в предыдущую серию устройств, в ИБП Eaton Ellipse ECO интегрирована технология EcoControl, позволяющая автоматически отключать бездействующие периферийные устройства, что обеспечивает экономию электроэнергии на 20–25 %. По желанию клиента в дополнение к ИБП Eaton Ellipse ECO может быть предоставлен комплект для монтажа устройства в стандартную серверную стойку.

В отличие от источников бесперебойного питания серии ECO, относящихся к типу Passive Standby (пассивные, резервного действия), ИБП Eaton Ellipse MAX выполнены по линейно-интерактивной топологии, которая позволяет компенсировать изменение входного напряжения как в одну, так и в другую сторону без использования аккумуляторных батарей. При изменении параметров электросигнала специальный процессор задействует цепи компенсации и выравнивает напряжение до приемлемых величин.

Однако, несмотря на все достоинства вышеперечисленных систем управления электропитанием, все они скорее относятся к классу бытовых, нежели промышленных устройств. Действительно индустриальные ИБП компания Eaton предлагает под марками Evolution и EX; хорошо известны также ИБП так называемой «9‑й серии», например популярный в России Eaton 9130. И если первая линейка представляет собой лишь усовершенствованный вариант «непрофессиональных» систем с возможностью монтажа в серверную стойку, то на последних двух стоит остановиться подробнее.

Рис.2.png

Рис. Топология двойного преобразования


Серия источников бесперебойного питания Eaton EX работает по топологии двойного преобразования, что позволяет этим приборам эффективно бороться со всеми возможными проблемами в электроснабжении АСУ ТП, перечисленными в начале статьи. Переменное напряжение, подаваемое на вход, преобразуется в постоянное, а далее – снова в переменное, но уже с заданными параметрами сигнала и идеальной синусоидой.

Кроме того, в арсенале Eaton EX – «горячая» замена батарей, возможность подключения дополнительных аккумуляторных блоков, а также индивидуальная система управления выходными розетками с функцией удаленного мониторинга. Серия EX расcчитана на работу в однофазных сетях и имеет номинальную мощность от 700 до 3000 ВА. Эти устройства отлично интегрируются в системы управления технологическими процессами и могут быть рекомендованы для питания относительно небольших их участков и отдельных устройств.

Рис.3.png

Рис. Источник бесперебойного питания Eaton EX


ИБП Eaton 9130, 9135 и далее – вплоть до 9155, входят в серию Powerware. Это наиболее продвинутые однофазные устройства с технологией двойного преобразования и КПД свыше 95 %. Они используют фирменную технологию ABM для увеличения срока службы аккумуляторных батарей, а также имеют функцию сегментирования нагрузки.

Между тем, флагманом семейства источников бесперебойного питания Eaton, безусловно, считаются трехфазные устройства. Это «тяжелая артиллерия» систем управления питанием – мощные приборы, готовые к отражению любой атаки. Каждый из ИБП этой линейки представляет собой инновационное устройство, до предела насыщенное новыми технологиями. Трехфазные приборы 9‑й серии покрывают промышленные диапазоны мощностей 8–40 кВА, 40–160 кВА и 225–1100 кВА.

Все трехфазные ИБП Eaton оснащены технологией HotSync, позволяющей создавать из нескольких устройств энергетические матрицы с равномерным распределением нагрузки между ними и практически нулевой вероятностью прекращения подачи питания. Благодаря адаптивной системе управления модулями, которая применяется в ИБП Eaton 9395, появляется возможность значительно увеличить КПД источников бесперебойного питания при совместной работе нескольких устройств в составе одной системы.

Рис.4.png

Рис. Источник бесперебойного питания Eaton 9395


Все устройства управления электропитанием Eaton для трехфазных сетей произведены в рамках единой технологической платформы, имеют единые интерфейсы управления и обладают высоким уровнем совместимости. Это позволяет без проблем использовать их в рамках одной АСУ ТП, осуществляя контроль и управление как всеми параметрами электроснабжения в целом, так и каждым его участком в отдельности. Программное обеспечение Intelligent Power Manager является единой программной платформой для управления как самыми простыми ИБП серий Ellipse или Protection Station, так и мощным инструментом для менеджмента распределенных систем на базе устройств 9‑й серии.

Функционал программного комплекса обеспечивает контроль за всей системой электропитания на базе ИБП Eaton при помощи единого интерфейса, доступного по IP-сети через обычный браузер. Это позволяет осуществлять удаленное управление всеми параметрами электроснабжения АСУ ТП. В случае возникновения критических ситуаций программа автоматически формирует электронное письмо с предупреждениями, а также отсылает SMS-сообщение на заранее заданные телефоны.

Подводя итог, стоит еще раз отметить преимущества систем бесперебойного питания Eaton:
- полная линейка устройств, покрывающая все возможные потребности в сфере электроснабжения как промышленных, так и бытовых систем;
- единая технологическая и софт­верная платформа и высокая совместимость ИБП разных серий, что обеспечивает практически неограниченные возможности масштабирования;
- использование самых современных технологий, которые позволяют достигать впечатляющих показателей надежности системы;
- повсеместное применение модульного принципа управления электропитанием для снижения риска выхода оборудования из строя.


Статья_опубликована в журнале «ИСУП», № 5(41)_2012

А.В. Харитонов, инженер,
«КОМПЭЛ-АВТОМАТИКА», г. Москва,
тел.: (495) 790‑7548,
e‑mail: asutp@compel.ru,