用于集散控制系統(tǒng)的電源保障裝置
專利號：ZL200820077613.5（實用新型）
發(fā)明人：魏朝陽 魏秀峰
1技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及電源保障裝置，具體是一種用于集散控制系統(tǒng)的電源保障裝置。
2背景技術(shù)
近年來，隨著各化工企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，生產(chǎn)自動化水平的不斷提高，集散控制系統(tǒng)DCS正成為各企業(yè)生產(chǎn)過程控制的主體。保證集散控制系統(tǒng)DCS的長周期穩(wěn)定運行，不僅關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，而且還關(guān)系到企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)效益。雖然各集散控制系統(tǒng)DCS生產(chǎn)廠家均采用了足夠容量的在線不間斷電源UPS對系統(tǒng)供電，但由于集散控制系統(tǒng)DCS是每天24小時的常年運行，不間斷電源UPS在正常運行中無法得到維護，致使不間斷電源UPS出現(xiàn)故障的機率較大，尤其以過流、過壓、過熱、電池電壓低等經(jīng)常誤保護動作，各企業(yè)因不間斷電源UPS中斷造成集散控制系統(tǒng)DCS供電中斷，導(dǎo)致工藝生產(chǎn)系統(tǒng)大幅度停車的事故不斷發(fā)生。目前，各集散控制系統(tǒng)DCS廠家征對集散控制系統(tǒng)DCS供電盡管采用不同程度的優(yōu)化，但供電的可靠性仍存在很大缺陷。例如：浙江中控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的JX—300X系統(tǒng)，其控制站采用了市電和不間斷電源UPS兩路供電，但操作站全部由不間斷電源UPS供電，如不間斷電源UPS一旦
損壞，會造成所有操作站供電中斷，導(dǎo)致集散控制系統(tǒng)DCS處于失控狀態(tài)；北京和利時自動化有限公司生產(chǎn)的macx—II型系統(tǒng)，其控制站和操作站僅采用不間斷電源UPS供電，不間斷電源UPS一旦損壞，會造成整個集散控制系統(tǒng)DCS供電中斷，集散控制系統(tǒng)DCS失控。
3發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了解決現(xiàn)有集散控制系統(tǒng)DCS采用的電源供電方式不合理，存在：一旦電源發(fā)生損壞，會造成整個集散控制系統(tǒng)DCS供電中斷，導(dǎo)致集散控制系統(tǒng)DCS失控的問題，提供了一種用于集散控制系統(tǒng)的電源保障裝置。
本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：用于集散控制系統(tǒng)的電源保障裝置，包括內(nèi)置有濾波器LB、不間斷電源UPS、以及不間斷電源UPS配備的電池組DCZ的箱體，箱體上設(shè)有：交流輸入端子S0、S1，Ⅰ控制站輸出端子S6、S7，Ⅱ控制站輸出端子S8、S9，Ⅰ操作站輸出端子S2、S3，Ⅱ操作站輸出端子S4、S5，兩相空氣開關(guān)K1-K6；Ⅱ控制站輸出端子S8、S9經(jīng)濾波器LB、兩相空氣開關(guān)K2與交流輸入端子S0、S1相連，不間斷電源UPS的輸入端經(jīng)兩相空氣開關(guān)K1與交流輸入端子S0、S1相連，不間斷電源UPS的輸出端串聯(lián)有繼電器KA1，Ⅱ操作站輸出端子S4、S5分別經(jīng)繼電器KA1的常閉觸點KA1-2、KA1-1、以及兩相空氣開關(guān)K3與交流輸入端子S0、S1相連，Ⅱ操作站輸出端子S4、S5分別經(jīng)繼電器KA1的常開觸點KA1-6、KA1-5、以及兩相空氣開關(guān)K6與不間斷電源UPS的輸出端相連，Ⅰ控制站輸出端子S6、S7和Ⅰ操作站輸出端子S2、S3分別經(jīng)兩相空氣開關(guān)K5、K4與不間斷電源UPS的輸出端相連。
為明確指示本裝置的工作狀態(tài)，在電源故障時予以報警，箱體上還設(shè)有：指示燈HD1、指示燈HD2、蜂鳴器DL、試驗按鈕S1、復(fù)位按鈕S2、兩相空氣開關(guān)K7，指示燈HD1、繼電器KA1常開觸點KA1-3的串聯(lián)支路與指示燈HD2、繼電器KA1常閉觸點KA1-4的串聯(lián)支路相并聯(lián)，并經(jīng)兩相空氣開關(guān)K7串聯(lián)與交流輸入端子S0、S1之間，指示燈HD2的兩端并聯(lián)有繼電器KA2與復(fù)位按鈕S2的串聯(lián)支路，復(fù)位按鈕S2兩端并聯(lián)有繼電器KA2的常開觸點KA2-2，試驗按鈕S1與繼電器KA2的常閉觸點KA2-1、蜂鳴器DL的串聯(lián)支路經(jīng)兩相空氣開關(guān)K7串聯(lián)與交流輸入端子S0、S1之間，試驗按鈕S1與繼電器KA2常閉觸點KA2-1的連接節(jié)點與指示燈HD2、繼電器KA1常閉觸點KA1-4的連接節(jié)點相連。
使用時，將交流輸入端S0、S1與交流市電220VAC電網(wǎng)相接，Ⅰ控制站輸出端子、Ⅱ控制站輸出端子、Ⅰ操作站輸出端子、Ⅱ操作站輸出端子分別與相應(yīng)的操作站和控制站相接；正常運行時，市電僅直接為II控制站供電，I控制站、I操作站直接由不間斷電源UPS供電，對于II操作站來說，在不間斷電源UPS正常工作狀態(tài)下，繼電器KA1得電，其常閉觸點KA1-2、KA1-1斷開，常開觸點KA1-6、KA1-5閉合，II操作站的不間斷電源UPS供電回路導(dǎo)通、市電供電回路截止，其由不間斷電源UPS供電；此時，繼電器KA1的常開觸點KA1-3閉合，常閉觸點KA1-4斷開，指示燈HD1亮，指示燈HD 2滅，代表II操作站現(xiàn)在由不間斷電源UPS供電。
當(dāng)發(fā)生市電停電時，交流輸入端子S0、S1供電中斷，II控制站供電中斷，而I控制站、I操作站、II操作站均由不間斷電源UPS配備的電池組DCZ供電，不會影響集散控制系統(tǒng)DCS的正常工作。
當(dāng)不間斷電源UPS故障或檢修時，不間斷電源UPS輸出中斷，繼電器KA1失電，其常閉觸點KA1-2、KA1-1閉合，常開觸點KA1-6、KA1-5斷開，II操作站的不間斷電源UPS供電回路截止、市電供電回路導(dǎo)通，其由不間斷電源UPS供電無擾動地切換為市電供電；II控制站仍由市電直接供電。仍能確保集散控制系統(tǒng)DCS的正常運行。此時繼電器KA1的常閉觸點KA1-4閉合，常開觸點KA1-3斷開，指示燈HD2亮，指示燈HD1滅，代表II操作站現(xiàn)在由市電供電，同時，峰鳴器DL響，提醒操作人員不間斷電源UPS因故障中斷，操作人員可按動箱體上的復(fù)位按鈕SA2消音。當(dāng)按動復(fù)位按鈕S2時，繼電器KA2得電，其常開觸點KA2-2閉合，自鎖繼電器KA2，繼電器KA2的常閉觸點KA2-1斷開，峰鳴器DL停，此時指示燈HD2仍亮。
當(dāng)不間斷電源UPS恢復(fù)后，繼電器KA1得電，繼電器KA1的常閉觸點KA1-4斷開，指示燈HD2滅，繼電器KA2失電，自鎖常開觸點KA2-2斷開，恢復(fù)報警前的狀態(tài)。
當(dāng)繼電器KA1及其觸點損壞時，僅中斷II操作站的供電，而Ⅰ控制站、Ⅱ控制站、Ⅰ操作站仍能正常工作。
同時，增設(shè)有報警試驗部分—試驗按鈕S1與繼電器KA2的常閉觸點KA2-1、蜂鳴器DL的串聯(lián)支路，可定期對蜂鳴器DL進行檢測，按動箱體上的試驗按紐S1，此時，繼電器KA2的常閉觸點KA2-1處于閉合狀態(tài)，蜂鳴器DL響，指示燈HD2發(fā)光，可確認報警部分有效。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型以合理布局和配線，能對集散控制系統(tǒng)DCS的兩組控制站與操作站分別以市電和不間斷電源UPS供電，其中使以市電供電的操作站同時能以不間斷電源UPS供電，即該操作站具有自動切換的供電雙回路，當(dāng)市電停電時，以不間斷電源UPS供電，當(dāng)不間斷電源UPS故障中斷時，無擾動切換至市電供電，提高了集散控制系統(tǒng)DCS的供電安全系數(shù)；同時使不間斷電源UPS可以在線維護檢修，增加了不間斷電源UPS的可靠性及運行周期；并在直接以市電供電的控制站供電回路上采用濾波器，確保其供電質(zhì)量；另外，增設(shè)有指示燈和蜂鳴器，用以指示不同的工作狀態(tài)，在不間斷電源UPS故障時，予以報警，起到有效的警示作用，為集散控制系統(tǒng)DCS的供電可靠和穩(wěn)定提供保證?？傊?，本實用新型可以有效避免不間斷電源UPS損壞或市電中斷造成集散控制系統(tǒng)DCS供電中斷、導(dǎo)致生產(chǎn)控制中斷的不良情況，對集散控制系統(tǒng)DCS的長周期穩(wěn)定運行提供了有力的保障。
本裝置能保證：1、當(dāng)市電停電后，能以不間斷電源UPS繼續(xù)供電，保證集散控制系統(tǒng)DCS有充足的時間（至少0.5小時）正常運行，使工藝操作人員可利用這段時間監(jiān)控各參數(shù)將工藝系統(tǒng)停至安全狀態(tài)，保證工藝設(shè)備的安全；2、一旦不間斷電源UPS損壞，能切換為市電供電，保證集散控制系統(tǒng)DCS供電，確保集散控制系統(tǒng)DCS正常運行。
本實用新型結(jié)構(gòu)合理，操作投運簡單，使用方便，可以在線維修、檢查不間斷電源UPS，穩(wěn)定性提高，任何情況下均不會造成集散控制系統(tǒng)DCS供電中斷，為集散控制系統(tǒng)DCS提供了可靠穩(wěn)定的供電模式。
4附圖說明
圖1為本實用新型的電路原理圖；
5具體實施方式
如圖1所示，用于集散控制系統(tǒng)的電源保障裝置，包括內(nèi)置有濾波器LB、不間斷電源UPS、以及不間斷電源UPS配備的電池組DCZ的箱體，箱體上設(shè)有：交流輸入端子S0、S1，Ⅰ控制站輸出端子S6、S7，Ⅱ控制站輸出端子S8、S9，Ⅰ操作站輸出端子S2、S3，Ⅱ操作站輸出端子S4、S5，兩相空氣開關(guān)K1-K6；Ⅱ控制站輸出端子S8、S9經(jīng)濾波器LB、兩相空氣開關(guān)K2與交流輸入端子S0、S1相連，不間斷電源UPS的輸入端經(jīng)兩相空氣開關(guān)K1與交流輸入端子S0、S1相連，不間斷電源UPS的輸出端串聯(lián)有繼電器KA1，Ⅱ操作站輸出端子S4、S5分別經(jīng)繼電器KA1的常閉觸點KA1-2、KA1-1、以及兩相空氣開關(guān)K3與交流輸入端子S0、S1相連，Ⅱ操作站輸出端子S4、S5分別經(jīng)繼電器KA1的常開觸點KA1-6、KA1-5、以及兩相空氣開關(guān)K6與不間斷電源UPS的輸出端相連，Ⅰ控制站輸出端子S6、S7和Ⅰ操作站輸出端子S2、S3分別經(jīng)兩相空氣開關(guān)K5、K4與不間斷電源UPS的輸出端相連。
箱體上還設(shè)有：指示燈HD1、指示燈HD2、蜂鳴器DL、試驗按鈕S1、復(fù)位按鈕S2、兩相空氣開關(guān)K7，指示燈HD1、繼電器KA1常開觸點KA1-3的串聯(lián)支路與指示燈HD2、繼電器KA1常閉觸點KA1-4的串聯(lián)支路相并聯(lián)，并經(jīng)兩相空氣開關(guān)K7串聯(lián)與交流輸入端子S0、S1之間，指示燈HD2的兩端并聯(lián)有繼電器KA2與復(fù)位按鈕S2的串聯(lián)支路，復(fù)位按鈕S2兩端并聯(lián)有繼電器KA2的常開觸點KA2-2，試驗按鈕S1與繼電器KA2的常閉觸點KA2-1、蜂鳴器DL的串聯(lián)支路經(jīng)兩相空氣開關(guān)K7串聯(lián)與交流輸入端子S0、S1之間，試驗按鈕S1與繼電器KA2常閉觸點KA2-1的連接節(jié)點與指示燈HD2、繼電器KA1常閉觸點KA1-4的連接節(jié)點相連。
具體實施時，為保證裝置工作的可靠性，裝置中的繼電器采用歐姆龍系列產(chǎn)品MY4NJ-220；由于不間斷電源UPS和電池組DCZ安裝在箱體內(nèi)，可有效的防止灰塵等進入，進而延長了不間斷電源UPS的使用壽命。
6發(fā)明人介紹：
魏朝陽：1978年出生，畢業(yè)于太原化學(xué)工業(yè)學(xué)校，化肥廠儀控車間主任。
魏秀峰：1969年出生，畢業(yè)于吉林電氣化高等?？茖W(xué)校，化肥廠技術(shù)中心。