在工业自动化领域,PLC(可编程逻辑控制器)柜是核心控制设备。电网供电并非总是稳定可靠,市电中断、电压波动、频率漂移等电力问题时有发生。据相关数据显示,每年因电网故障导致工业生产中断的案例不在少数,给企业带来了巨大的经济损失。当这些问题出现时,如果 PLC 柜没有配备 UPS 电源,控制系统将立即停止工作。而配备了 UPS 电源,在市电异常时,UPS 能迅速切换至电池供电模式,确保 PLC 柜持续运行,维持生产流程的连续性。例如在石油化工行业,生产过程具有连续性和复杂性,一旦 PLC 柜因断电停止工作,可能导致反应釜内的化学反应失控,引发安全事故,造成人员伤亡和环境污染。
PLC 系统在运行过程中会实时采集、处理和存储大量数据,这些数据对于生产过程的监控、分析以及后续的优化至关重要。突然断电可能导致数据丢失或损坏,影响生产的正常进行以及后续的数据分析。例如在汽车制造工厂的自动化生产线中,PLC 系统记录着每个生产环节的参数和设备运行状态数据。若在断电瞬间数据丢失,可能导致生产线上的设备出现装配错误,增加次品率,并且难以追溯生产过程中的问题。UPS 电源可为 PLC 系统提供一定时间的后备电力,使系统有足够时间将关键数据存储到非易失性存储器中,保障数据的完整性和准确性。
电压的不稳定,如过压、欠压等情况,会对 PLC 柜内的电子元件造成损害,缩短设备的使用寿命。UPS 电源具备稳压功能,能够为 PLC 柜提供稳定的电压输出,有效避免因电压问题导致的设备故障。例如,在一些老旧工业园区,电网老化,电压波动频繁,未配备 UPS 电源的 PLC 柜更容易出现故障,维修成本高且影响生产进度。而配备了 UPS 电源的 PLC 柜,设备运行更加稳定,维护频率降低,延长了设备的整体使用寿命,为企业节省了设备更换和维修成本。
在一些涉及危险工艺或操作的工业场景中,如煤矿开采、冶金等行业,PLC 系统控制着关键的安全设备和流程。一旦电源中断,安全联锁装置失效,可能引发严重的安全事故。UPS 电源能够确保在突发停电情况下,安全设备和系统仍能正常运行,为人员疏散、设备紧急制动等操作争取时间,保障生产现场的人员安全和设备安全。例如在煤矿井下,PLC 控制的通风系统、瓦斯监测系统等一旦因停电停止工作,可能导致瓦斯积聚,引发爆炸等重大安全事故。UPS 电源的存在为这些安全保障系统提供了可靠的电力支持,提升了生产过程的安全性。
服务器 UPS 的容量选择至关重要。首先,要准确计算服务器及相关附属设备的总功率。一般来说,服务器的功率可以从设备说明书或服务器厂商处获取,同时还要考虑如网络交换机、硬盘阵列等周边设备的功率。公式为:设备功率总和(W)÷ UPS 功率因数(通常为 0.6 - 0.9)= 所需最小 VA 值。例如,若服务器及周边设备的总功率为 1000W,按照功率因数 0.8 计算,所需 UPS 的容量至少为 1000÷0.8 = 1250VA。在实际选择时,为了确保 UPS 能够稳定运行并应对可能的峰值负载,建议预留一定的余量,可选择容量为 1500VA 或更高的 UPS。
后备式 UPS:价格相对较低,适用于对供电中断不太敏感、允许短时间转换时间的小型服务器或家庭办公服务器场景。其转换时间通常在 10ms 左右,在市电正常时,UPS 处于待命状态,当检测到市电中断时,才切换到电池供电模式。例如,一些小型企业的办公服务器,主要用于文件共享和简单的业务处理,使用后备式 UPS 即可满足基本需求,在停电时能提供短暂的电力支持,让工作人员有时间保存数据并正常关机。
在线互动式 UPS:具备较强的稳压功能,转换时间比后备式 UPS 更短,一般在 4ms 左右。适用于中小型企业的服务器,这些服务器对电压稳定性要求较高,且对供电中断的容忍度较低。例如,一些电商企业的小型服务器,既要保证数据的稳定传输,又要应对可能的市电波动,在线互动式 UPS 能够提供较为稳定的电力供应,保护服务器免受电压问题的影响。
在线式 UPS:提供零转换时间,输出纯净正弦波,是对电力要求极高的大型数据中心和关键业务服务器的首选。在市电正常时,在线式 UPS 通过整流器将市电转换为直流电为电池充电,同时通过逆变器将直流电转换为交流电为服务器供电;当市电中断时,直接由电池通过逆变器为服务器供电,实现无缝切换。例如,大型金融机构的核心服务器,存储着海量的客户数据和交易信息,任何瞬间的停电都可能导致巨大的经济损失,在线式 UPS 能够为其提供持续、稳定、高质量的电力保障。
电池类型:
铅酸电池:成本较低,维护相对方便,但其寿命较短,一般为 3 - 5 年。在使用过程中需要定期检查电解液液位和电池内阻等参数,以确保电池性能。铅酸电池的优点是大电流放电性能较好,适合一些需要瞬间提供较大功率的应用场景。例如,一些对成本较为敏感且使用频率不高的小型服务器 UPS 可能会采用铅酸电池。
锂电池:具有轻便、寿命长(8 - 10 年)、支持深度放电等优点。锂电池的能量密度高,相同容量下体积和重量比铅酸电池小很多,更适合空间有限且需要长期频繁使用 UPS 的场景。同时,锂电池的充电速度较快,能够缩短停电后的充电时间,提高 UPS 的可用性。例如,一些数据中心为了节省空间和提高运营效率,会选择配备锂电池的 UPS。
续航时间:根据服务器的重要性和实际需求选择合适的续航时间。对于一般企业服务器,建议续航时间在 30 分钟以上,以确保在停电时能够完成关键业务的处理、数据保存以及系统的安全关闭。对于一些不能长时间中断业务的关键服务器,如大型电商平台的服务器,可能需要数小时甚至更长时间的续航。部分 UPS 支持外接电池组,用户可以根据实际需求灵活扩展续航时间。在选择外接电池组时,要确保其与 UPS 主机的兼容性,并且合理规划安装空间。
功能筛选:
正弦波输出:对于服务器这种对电源质量要求较高的设备,必须选择输出纯净正弦波的 UPS。正弦波输出能够更好地模拟市电,减少对服务器电源模块和其他电子元件的损害,延长服务器的使用寿命。非正弦波输出可能会导致服务器出现异常重启、硬件故障等问题。
智能管理功能:具备智能管理功能的 UPS 可以通过 APP 或网络管理卡实现远程监控、自动关机、故障预警等操作。例如,管理员可以通过手机 APP 随时查看 UPS 的运行状态,包括电池电量、输出电压、负载率等参数。当 UPS 出现故障时,能够及时收到预警信息,提前采取措施进行维护,避免因 UPS 故障导致服务器停电。自动关机功能可以在电池电量过低时,按照预设的顺序关闭服务器及相关设备,保护数据安全。
防雷 / 浪涌保护:选择具有多级防雷和浪涌保护设计的 UPS,能够有效抵御电网中的雷电冲击和电压浪涌,保护服务器免受瞬间高压的损害。在一些雷电多发地区或电网质量较差的区域,防雷 / 浪涌保护功能尤为重要。
品牌与服务:优先选择知名品牌的 UPS,如施耐德(APC)、伊顿(Eaton)、山特等国际品牌,以及华为、科华等国内头部厂商。这些品牌通常具有严格的生产工艺和质量控制体系,产品性能可靠。同时,它们在全球范围内拥有广泛的售后服务网络,能够提供及时的技术支持和维修服务。在购买前,要确认产品的质保期,一般为 1 - 3 年,并且了解本地维修网点的覆盖情况。良好的品牌服务能够为用户在使用 UPS 过程中提供保障,减少后顾之忧。