Pewność i jakość dostarczanej do odbiorników energii można zwiększyć za pomocą różnych środków technicznych. Jednym ze sposobów poprawy jakości i pewności zasilania elektrycznego jest wykorzystanie systemów zasilania gwarantowanego z podwójnym przetwarzaniem energii (UPS-y wykonane w topologii on-line). W przypadku zaniku lub nieprawidłowości napięcia sieciowego UPS umożliwia dostarczenie energii do odbiorników (przy wykorzystaniu energii zgromadzonej w akumulatorach) w określonym czasie, niezbędnym do bezpiecznego i kontrolowanego zakończenia realizowanych procesów, a często poprawia dodatkowo jakości napięcia dostarczanego do zasilanych urządzeń.

Zasilacze UPS przeznaczone do zastosowań przemysłowych zasilają różnego rodzaj odbiorniki. UPS-y stosowane są zarówno do podtrzymania zasilania pojedynczych elementów wykonawczych i urządzeń kontrolno-pomiarowych, jak i całych stanowisk roboczych (takich jak np. obrabiarki CNC), jak również automatyki przemysłowej stosowanej na liniach produkcyjnych.

Dlaczego UPS jest ważny w środowisku przemysłowym?

Zasilacze UPS (w topologii on-line) zapewniają skuteczną ochronę przed najczęściej spotykanymi zaburzeniami występującymi w sieci elektroenergetycznej. Zaliczyć możemy do nich: zaniki napięcia (krótkotrwałe bądź długotrwałe), wahania wartości napięcia (wzrosty lub zapady napięcia), przepięcia (krótkotrwałe impulsy wysokonapięciowe), wahania częstotliwości napięcia oraz odkształcenia przebiegu napięcia (wyższe harmoniczne). 

Wraz z rozwojem osprzętu elektrycznego, elektronicznego i informatycznego wzrasta niebezpieczeństwo powstawania i oddziaływania zaburzeń. Typ oraz charakter powstających i oddziałujących zaburzeń zależy od wykorzystywanych urządzeń. Układy, w których zachodzą częste stany łączeniowe elementów biernych (cewek i kondensatorów), mogą mieć tendencje do generowania przepięć (powstających w stanach przejściowych), szczególnie groźnych dla pracy podzespołów elektronicznych (półprzewodnikowych). Oddziaływania te skutkują niejednokrotnie uszkodzeniem podzespołów, powstawaniem nadmiernych strat mocy, przegrzewaniem się osprzętu, wystąpieniami awarii urządzeń lub całych systemów. Zastosowanie jednostki UPS ogranicza ryzyko zakłócenia przebiegu procesu produkcyjnego i zwiększa wydajności zakładu poprzez eliminację przestojów.

Jako że zakup UPS-ów jest często odkładany przez inwestorów, należy zwrócić uwagę na fakt, że koszty związane z przestojem zakładu w wyniku braku zasilania czy straty w materiałach nie nadających się do wykorzystania (przerwanie procesu produkcyjnego) są niejednokrotnie o wiele większe niż rozsądna inwestycja w skuteczne zabezpieczenie. Dodatkowo niektóre zasilacze UPS marki EVER (Powerline Green 33 LITE / 33 PRO) oferują dodatkowe funkcjonalności (m.in. kompensacja mocy biernej), które wpływają na realną redukcję kosztów zasilania.

Rodzaje UPS-ów

Zasilacze UPS możemy podzielić ze względu na topologię ich wykonania (off-line, line-interactive, on-line), jak również ze względu na ich konstrukcję (zasilacze modułowe lub o budowie klasycznej, tj. monoblok). Co do konstrukcji zasilacza zarówno budowa modułowa, jak i monoblokowa w 100% sprawdzą się w przemyśle.

Natomiast jeśli chodzi o rozwiązania stricte przemysłowe, w grę wchodzą głównie zasilacze wykonane w topologii on-line. Jednym z podstawowych zadań  zasilaczy UPS on-line, obok zapewnienia ciągłości zasilania, jest poprawa jakości napięcia dostarczanego do odbiorników. Napięcie sieciowe doprowadzone na wejście UPS zostaje wyprostowane w układzie prostowniczym, a następnie poprzez magistralę stałonapięciową przekazane do falownika, gdzie przetwarzane jest na napięcie przemienne o wysokiej jakości parametrach, którym podczas normalnej pracy zasilane są zabezpieczane odbiorniki, jednocześnie doładowywane są baterie. Zmiana trybu pracy z sieciowego na bateryjny i odwrotnie odbywa się całkowicie bezprzerwowo.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Utrzymanie ruchu

Różne strategie utrzymania ruchu w zakładzie produkcyjnym

Awaria maszyny i przerwa w produkcji, która jest jej następstwem, może oznaczać dla przedsiębiorstwa ogromne straty. Ważną rolę w każdym zakładzie produkcyjnym pełnią więc działy utrzymania ruchu. Ich głównym zadaniem jest niedopuszczenie do usterki, a jeśli już do niej dojdzie – jak najszybsze przywrócenie maszyny czy urządzenia do sprawności. W praktyce firmy stosują jedną z trzech strategii utrzymania ruchu: reakcyjną, prewencyjną lub predykcyjną bądź rozwiązania mieszane.

W przypadku przeciążenia lub uszkodzenia elementów wewnętrznych bloków UPS-a statyczny bypass automatycznie łączy odbiornik z siecią zasilającą poprzez układ obejściowy. Zasilacze tego typu stosowane są do zasilania najbardziej wymagających pod względem jakości energii odbiorników. Przykładowym rozwiązaniem tego typu są UPS EVER Powerline Green 33 LITE oraz UPS EVER Powerline Green 33 PRO. Ważne jest również to, że energia dostarczana w czasie normalnej pracy (sieciowej) przez UPS (on-line) do odbiorników jest o lepszej jakości niż energia sieciowa, a zatem systemy zasilania gwarantowanego poprawiają warunki pracy zasilanych urządzeń, a dodatkowo ograniczają ich negatywne oddziaływanie na sieć zasilającą.

Ważne kryteria przy wyborze przemysłowego zasilacza UPS

Dobierając zasilacz UPS, należy odpowiedzieć sobie na pytanie, jaki rodzaj urządzeń chcemy zabezpieczyć, określić moc pobieraną przez te urządzenia oraz ustalić, jaki jest wymagany czas ich podtrzymania. W przypadku konieczności zasilenia urządzeń lub obiektu na kilka godzin warto rozważyć układ tandemowy – UPS + agregat. W takim rozwiązaniu agregat zapewnia długi czas pracy, a UPS stanowi bufor na czas uruchomienia agregatu. Dodatkowo zasilacz stanowi układ filtrujący, który gwarantuje dostarczanie do urządzeń napięcia o idealnych parametrach.

W praktyce często się zdarza, że zestawiane do współpracy UPS-y oraz agregaty funkcjonują nieprawidłowo. W celu rozwiązania tego problemu warto oprzeć się o tandem (UPS + agregat prądotwórczy) dopracowany i przetestowany przez ekspertów. Takimi właśnie rozwiązaniami są m.in. UPS-y serii Powerline Green 33 LITE / PRO oraz polecane przez firmę EVER agregaty.

Bardzo istotne staje się właściwe dobranie rozwiązań od strony poboru mocy. Maszyny stosowane w przemyśle mają często duże (chwilowe) pobory mocy podczas uruchomiania. W takiej sytuacji zasilacze UPS muszą być dobrane z odpowiednim zapasem, aby nie dochodziło do ich przeciążeń.

Przy doborze rozwiązania należy zatem przeliczyć potencjalne straty wynikające z nieplanowanych przestojów i porównać je z kosztem inwestycji poniesionym przy zakupie zasilacza UPS. Warto również zwrócić uwagę na dodatkowe funkcjonalności, oprócz zapewnienia ciągłości procesu produkcji, które może nam zapewnić zasilacz UPS.

* * * * *

Michał Przybylski, inżynier wsparcia technicznego, EVER Sp. z o.o.

Źródło: Ever