制造业能源解决方案(IT应用/工业应用)

  制造业电力紧张将直接影响到生产效率及生产风险。酷美科技根据多年业的经验,针对制造业分别提供IT应用和工业应用两种能源解决方案。

  IT应用:

  制造行业IT系统主要包含MES管理系统、PDM管理系统、ERP管理系统、CAX系统、等等子系统,MES系统是面向车间层的生产管理技术与实时信息系 统,PDM系统用来管理所有与产品相关信息和所有与产品相关的技术。ERP系统是以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。 CAX系统是计算机辅助计算、辅助设计、辅助制造等的简称。所有系统涉及的数据和信息都是企业正常运作的必要前提,对可靠性要求极高。因而在制造业的IT 应用中大量使用了高可靠性的大、中、小型数据中心网络中心网络能源解决方案。

  工业应用:

  随着制造行业技术含量的提高,制造的生产线对于供电质量和供电连续性也提出了更高的要求。一旦供电质量出现问题(如瞬时过压、欠压、波形失真、频率漂移等 等)就会产出大量次品;一旦发生意外断电,就会产生大量的废品。另外,由于产品的生产都是分为若干工序步骤,如果供电中断,会导致前面所有工序的工作投入 都报废。造成大量不可估量的损失。

IT应用方案介绍:

  IDC数据中心的基础设施系统主要分电源、环境控制和机房监控管理系统。由于IDC数据中心承载企业、机构的核心业务,重要性较高。因而IDC数据中心一般根据TIA942标准的Tier4和Tier3标准建设,可靠性要求99.999%以上,以保证大部分异常故障和正常维护情况下,数据中心正常工作,核心业务不受影响。

  1、电源系统,通常选用多路市电源互为备份,并且机房设有专用柴油发电机系统作为备用电源系统,市电电源间、市电电源和柴油发电机间通过ATS(自动切换开关)进行切换,为数据中心内UPS(不间断供电电源)、机房空调、照明等设备供电。

  由于IDC数据中心业务重要性,通常采用双母线或冗余并机的供电方案供电,满足中型数据中心服务器等IT设备高可靠性用电要求。双母线供电系统,有两套独立UPS供电系统(包含UPS配电系统),在任一套供电母线(供电系统)需要维护或故障等无法正常供电的情况下,另一套供电母线仍能承担所有负载,保证机房业务供电,确保数据中心业务不受影响。冗余并机供电系统,采用UPS冗余并机的方式,提高供电系统的可靠性,保证数据中心供电。

  在UPS输出到服务器等IT设备输入间,选用SPM(服务器电源管理器)进行电源分配和供电管理,实现对每台机柜用电监控管理,提高供电系统的可靠性和易管理性。对于双路电源的服务器等IT设备,可以通过SPM直接从双母线供电系统的两套母线引人电源,即可保证其用电高可靠性。对于单路电源的服务器等IT设备,通常选用STS(静态切换开关)为其选择切换一套供电母线供电。在供电母线无法正常供电时,STS将自动快速切换到另一套供电正常的母线供电,确保服务器等IT设备的可靠用电。

图示N+1并机供电系统可确保供电可靠性高达99.999%以上,         图示双母线供电系统可确保供电可靠性高达99.99999%以上    

  2、环境控制系统,通常选用机房精密空调对数据中心的环境调节,确保服务器等IT设备的运行环境。对于发热量大的服务器等IT设备,通常选用高通孔率(一般大于70%)网孔门的机柜,提高机柜进出风量;将机柜面对面、背对背布置,在机房内形成冷热隔离的风道,提高制冷效率;空调采用下送风方式,确保机房送风均匀,提高制冷效率。

  在某些功率密度特别高场合(发热量超过5kw/机柜),往往容易产生局部热点,形成故障隐患。为消除局部热点,需要采用相应的高热密度解决方案,如开放式方案即为在局部热点发生处加装制冷终端XD,加强局部制冷能力,以消除局部热点;封闭式方案即为高功率密度设备放置在封闭机柜内,通过机柜内制冷循环,高效率制冷散热。

  3、机房监控管理系统,IDC数据中心需要对电源、空调等设备运行状态进行管理,同时还需要对机房内环境,如温湿度、漏水、烟感等参量进行监控,确保数据中心工作在一个正常的范围之内。并对数据中心设备运行参数和环境量实时监控和管理,同时远程监控和管理,实现机房无人值守。

  工业应用方案介绍

  制造行业典型供电方案介绍(2+1冗余供电):

  本方案中UPS采用输出带隔离变压器的UPS(特殊工业条件下选择工业型UPS以适应恶劣环境)。艾默生公司输出隔离变压器采用独特的D/Z绕法。采用此种输出隔离变压器的优势如下:

1)   输出隔离变压器可以有效对负载进行电气隔离。

2)   输出隔离变压器对于冲击性负载,可以减小对于逆变器输出的冲击电流,增加系统的可靠性。

3)   D/Z饶法变压器可以平衡输出负载,把输出不平衡负载在三相逆变器之间进行均衡的分配。

4)   D/Z饶法变压器可以把输出电压的零序分量隔离在变压器的次级,使变压器不会因为零序电流而引起多余的发热。增加了变压器的可靠性。 

1)   高可靠性:

在目前技术条件下,采用N+1方式消除系统单点故障点,增加系统可靠性是有效方式之一,下表可以看出,采用2+1方式之后,系统的可靠性比单机大大提升。

并机方案

1+1

2+1

3+1

4+1

5+1

6+1

MTBF为单机的倍数

5.5倍

4.1倍

2.9倍

2.1倍

1.5倍

1.05倍

系统采用2+1的冗余供电方式,正常工作的时候系统三台机器均分负载,每台机器大约承担2/3的负载量。当一台机器发生故障的时候,退出并机系统,系统负载由剩余两台机器承担。此时系统的供电并不受影响,只是剩余UPS的负载量有所增加。

2)   高维护性:

采用2+1系统,在系统单机需要维护的时候,可以将其中一台退出并机系统,其余两台给负载提供连续供电不受影响。如果采用2并机方案的时候,如果系统需要维护,必须把整个系统切到手动旁路,此时负载是由市电供电,所以供电质量和供电连续性没有任何保证。而采用2+1之后,可以避免此风险。

3)   可扩展性:

艾默生公司UPS最大可以支持6台直接并机,如果客户业务发展,负载量增加,可以在原有系统上直接并联进行扩容。

4)   环境适应性:

工 业领域灰尘、酸雾、高低温、干燥或过湿等恶劣环境问题,对系统中的电源供应设备提出了更高的环境适应要求。我司集多年UPS设计经验,结合最先进的控制技 术和电子电力转换技术开发,专用于电力、石油、化工、钢铁、冶金等工业领域的三进单出型工频工业型UPS产品,优秀的应对工业领域灰尘、酸雾、高低温、干 燥或过湿等恶劣环境问题。