制造業能源解決方案(IT應用/工業應用)

  制造業電力緊張將直接影響到生產效率及生產風險??崦揽萍几鶕嗄陿I的經驗,針對制造業分別提供IT應用和工業應用兩種能源解決方案。

  IT應用:

  制造行業IT系統主要包含MES管理系統、PDM管理系統、ERP管理系統、CAX系統、等等子系統,MES系統是面向車間層的生產管理技術與實時信息系 統,PDM系統用來管理所有與產品相關信息和所有與產品相關的技術。ERP系統是以系統化的管理思想,為企業決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。 CAX系統是計算機輔助計算、輔助設計、輔助制造等的簡稱。所有系統涉及的數據和信息都是企業正常運作的必要前提,對可靠性要求極高。因而在制造業的IT 應用中大量使用了高可靠性的大、中、小型數據中心網絡中心網絡能源解決方案。

  工業應用:

  隨著制造行業技術含量的提高,制造的生產線對于供電質量和供電連續性也提出了更高的要求。一旦供電質量出現問題(如瞬時過壓、欠壓、波形失真、頻率漂移等 等)就會產出大量次品;一旦發生意外斷電,就會產生大量的廢品。另外,由于產品的生產都是分為若干工序步驟,如果供電中斷,會導致前面所有工序的工作投入 都報廢。造成大量不可估量的損失。

IT應用方案介紹:

  IDC數據中心的基礎設施系統主要分電源、環境控制和機房監控管理系統。由于IDC數據中心承載企業、機構的核心業務,重要性較高。因而IDC數據中心一般根據TIA942標準的Tier4和Tier3標準建設,可靠性要求99.999%以上,以保證大部分異常故障和正常維護情況下,數據中心正常工作,核心業務不受影響。

  1、電源系統,通常選用多路市電源互為備份,并且機房設有專用柴油發電機系統作為備用電源系統,市電電源間、市電電源和柴油發電機間通過ATS(自動切換開關)進行切換,為數據中心內UPS(不間斷供電電源)、機房空調、照明等設備供電。

  由于IDC數據中心業務重要性,通常采用雙母線或冗余并機的供電方案供電,滿足中型數據中心服務器等IT設備高可靠性用電要求。雙母線供電系統,有兩套獨立UPS供電系統(包含UPS配電系統),在任一套供電母線(供電系統)需要維護或故障等無法正常供電的情況下,另一套供電母線仍能承擔所有負載,保證機房業務供電,確保數據中心業務不受影響。冗余并機供電系統,采用UPS冗余并機的方式,提高供電系統的可靠性,保證數據中心供電。

  在UPS輸出到服務器等IT設備輸入間,選用SPM(服務器電源管理器)進行電源分配和供電管理,實現對每臺機柜用電監控管理,提高供電系統的可靠性和易管理性。對于雙路電源的服務器等IT設備,可以通過SPM直接從雙母線供電系統的兩套母線引人電源,即可保證其用電高可靠性。對于單路電源的服務器等IT設備,通常選用STS(靜態切換開關)為其選擇切換一套供電母線供電。在供電母線無法正常供電時,STS將自動快速切換到另一套供電正常的母線供電,確保服務器等IT設備的可靠用電。

圖示N+1并機供電系統可確保供電可靠性高達99.999%以上,         圖示雙母線供電系統可確保供電可靠性高達99.99999%以上    

  2、環境控制系統,通常選用機房精密空調對數據中心的環境調節,確保服務器等IT設備的運行環境。對于發熱量大的服務器等IT設備,通常選用高通孔率(一般大于70%)網孔門的機柜,提高機柜進出風量;將機柜面對面、背對背布置,在機房內形成冷熱隔離的風道,提高制冷效率;空調采用下送風方式,確保機房送風均勻,提高制冷效率。

  在某些功率密度特別高場合(發熱量超過5kw/機柜),往往容易產生局部熱點,形成故障隱患。為消除局部熱點,需要采用相應的高熱密度解決方案,如開放式方案即為在局部熱點發生處加裝制冷終端XD,加強局部制冷能力,以消除局部熱點;封閉式方案即為高功率密度設備放置在封閉機柜內,通過機柜內制冷循環,高效率制冷散熱。

  3、機房監控管理系統,IDC數據中心需要對電源、空調等設備運行狀態進行管理,同時還需要對機房內環境,如溫濕度、漏水、煙感等參量進行監控,確保數據中心工作在一個正常的范圍之內。并對數據中心設備運行參數和環境量實時監控和管理,同時遠程監控和管理,實現機房無人值守。

  工業應用方案介紹

  制造行業典型供電方案介紹(2+1冗余供電):

  本方案中UPS采用輸出帶隔離變壓器的UPS(特殊工業條件下選擇工業型UPS以適應惡劣環境)。艾默生公司輸出隔離變壓器采用獨特的D/Z繞法。采用此種輸出隔離變壓器的優勢如下:

1)   輸出隔離變壓器可以有效對負載進行電氣隔離。

2)   輸出隔離變壓器對于沖擊性負載,可以減小對于逆變器輸出的沖擊電流,增加系統的可靠性。

3)   D/Z饒法變壓器可以平衡輸出負載,把輸出不平衡負載在三相逆變器之間進行均衡的分配。

4)   D/Z饒法變壓器可以把輸出電壓的零序分量隔離在變壓器的次級,使變壓器不會因為零序電流而引起多余的發熱。增加了變壓器的可靠性。 

1)   高可靠性:

在目前技術條件下,采用N+1方式消除系統單點故障點,增加系統可靠性是有效方式之一,下表可以看出,采用2+1方式之后,系統的可靠性比單機大大提升。

并機方案

1+1

2+1

3+1

4+1

5+1

6+1

MTBF為單機的倍數

5.5倍

4.1倍

2.9倍

2.1倍

1.5倍

1.05倍

系統采用2+1的冗余供電方式,正常工作的時候系統三臺機器均分負載,每臺機器大約承擔2/3的負載量。當一臺機器發生故障的時候,退出并機系統,系統負載由剩余兩臺機器承擔。此時系統的供電并不受影響,只是剩余UPS的負載量有所增加。

2)   高維護性:

采用2+1系統,在系統單機需要維護的時候,可以將其中一臺退出并機系統,其余兩臺給負載提供連續供電不受影響。如果采用2并機方案的時候,如果系統需要維護,必須把整個系統切到手動旁路,此時負載是由市電供電,所以供電質量和供電連續性沒有任何保證。而采用2+1之后,可以避免此風險。

3)   可擴展性:

艾默生公司UPS最大可以支持6臺直接并機,如果客戶業務發展,負載量增加,可以在原有系統上直接并聯進行擴容。

4)   環境適應性:

工 業領域灰塵、酸霧、高低溫、干燥或過濕等惡劣環境問題,對系統中的電源供應設備提出了更高的環境適應要求。我司集多年UPS設計經驗,結合最先進的控制技 術和電子電力轉換技術開發,專用于電力、石油、化工、鋼鐵、冶金等工業領域的三進單出型工頻工業型UPS產品,優秀的應對工業領域灰塵、酸霧、高低溫、干 燥或過濕等惡劣環境問題。

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