用于集散控制系统的电源保障装置
专利号：ZL200820077613.5（实用新型）
发明人：魏朝阳 魏秀峰
1技术领域
本实用新型涉及电源保障装置，具体是一种用于集散控制系统的电源保障装置。
2背景技术
近年来，随着各化工企业生产规模的不断扩大，生产自动化水平的不断提高，集散控制系统DCS正成为各企业生产过程控制的主体。保证集散控制系统DCS的长周期稳定运行，不仅关系到企业生产的安全稳定性，而且还关系到企业产品的质量和企业效益。虽然各集散控制系统DCS生产厂家均采用了足够容量的在线不间断电源UPS对系统供电，但由于集散控制系统DCS是每天24小时的常年运行，不间断电源UPS在正常运行中无法得到维护，致使不间断电源UPS出现故障的机率较大，尤其以过流、过压、过热、电池电压低等经常误保护动作，各企业因不间断电源UPS中断造成集散控制系统DCS供电中断，导致工艺生产系统大幅度停车的事故不断发生。目前，各集散控制系统DCS厂家征对集散控制系统DCS供电尽管采用不同程度的优化，但供电的可靠性仍存在很大缺陷。例如：浙江中控技术有限公司生产的JX—300X系统，其控制站采用了市电和不间断电源UPS两路供电，但操作站全部由不间断电源UPS供电，如不间断电源UPS一旦
损坏，会造成所有操作站供电中断，导致集散控制系统DCS处于失控状态；北京和利时自动化有限公司生产的macx—II型系统，其控制站和操作站仅采用不间断电源UPS供电，不间断电源UPS一旦损坏，会造成整个集散控制系统DCS供电中断，集散控制系统DCS失控。
3发明内容
本实用新型为了解决现有集散控制系统DCS采用的电源供电方式不合理，存在：一旦电源发生损坏，会造成整个集散控制系统DCS供电中断，导致集散控制系统DCS失控的问题，提供了一种用于集散控制系统的电源保障装置。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：用于集散控制系统的电源保障装置，包括内置有滤波器LB、不间断电源UPS、以及不间断电源UPS配备的电池组DCZ的箱体，箱体上设有：交流输入端子S0、S1，Ⅰ控制站输出端子S6、S7，Ⅱ控制站输出端子S8、S9，Ⅰ操作站输出端子S2、S3，Ⅱ操作站输出端子S4、S5，两相空气开关K1-K6；Ⅱ控制站输出端子S8、S9经滤波器LB、两相空气开关K2与交流输入端子S0、S1相连，不间断电源UPS的输入端经两相空气开关K1与交流输入端子S0、S1相连，不间断电源UPS的输出端串联有继电器KA1，Ⅱ操作站输出端子S4、S5分别经继电器KA1的常闭触点KA1-2、KA1-1、以及两相空气开关K3与交流输入端子S0、S1相连，Ⅱ操作站输出端子S4、S5分别经继电器KA1的常开触点KA1-6、KA1-5、以及两相空气开关K6与不间断电源UPS的输出端相连，Ⅰ控制站输出端子S6、S7和Ⅰ操作站输出端子S2、S3分别经两相空气开关K5、K4与不间断电源UPS的输出端相连。
为明确指示本装置的工作状态，在电源故障时予以报警，箱体上还设有：指示灯HD1、指示灯HD2、蜂鸣器DL、试验按钮S1、复位按钮S2、两相空气开关K7，指示灯HD1、继电器KA1常开触点KA1-3的串联支路与指示灯HD2、继电器KA1常闭触点KA1-4的串联支路相并联，并经两相空气开关K7串联与交流输入端子S0、S1之间，指示灯HD2的两端并联有继电器KA2与复位按钮S2的串联支路，复位按钮S2两端并联有继电器KA2的常开触点KA2-2，试验按钮S1与继电器KA2的常闭触点KA2-1、蜂鸣器DL的串联支路经两相空气开关K7串联与交流输入端子S0、S1之间，试验按钮S1与继电器KA2常闭触点KA2-1的连接节点与指示灯HD2、继电器KA1常闭触点KA1-4的连接节点相连。
使用时，将交流输入端S0、S1与交流市电220VAC电网相接，Ⅰ控制站输出端子、Ⅱ控制站输出端子、Ⅰ操作站输出端子、Ⅱ操作站输出端子分别与相应的操作站和控制站相接；正常运行时，市电仅直接为II控制站供电，I控制站、I操作站直接由不间断电源UPS供电，对于II操作站来说，在不间断电源UPS正常工作状态下，继电器KA1得电，其常闭触点KA1-2、KA1-1断开，常开触点KA1-6、KA1-5闭合，II操作站的不间断电源UPS供电回路导通、市电供电回路截止，其由不间断电源UPS供电；此时，继电器KA1的常开触点KA1-3闭合，常闭触点KA1-4断开，指示灯HD1亮，指示灯HD 2灭，代表II操作站现在由不间断电源UPS供电。
当发生市电停电时，交流输入端子S0、S1供电中断，II控制站供电中断，而I控制站、I操作站、II操作站均由不间断电源UPS配备的电池组DCZ供电，不会影响集散控制系统DCS的正常工作。
当不间断电源UPS故障或检修时，不间断电源UPS输出中断，继电器KA1失电，其常闭触点KA1-2、KA1-1闭合，常开触点KA1-6、KA1-5断开，II操作站的不间断电源UPS供电回路截止、市电供电回路导通，其由不间断电源UPS供电无扰动地切换为市电供电；II控制站仍由市电直接供电。仍能确保集散控制系统DCS的正常运行。此时继电器KA1的常闭触点KA1-4闭合，常开触点KA1-3断开，指示灯HD2亮，指示灯HD1灭，代表II操作站现在由市电供电，同时，峰鸣器DL响，提醒操作人员不间断电源UPS因故障中断，操作人员可按动箱体上的复位按钮SA2消音。当按动复位按钮S2时，继电器KA2得电，其常开触点KA2-2闭合，自锁继电器KA2，继电器KA2的常闭触点KA2-1断开，峰鸣器DL停，此时指示灯HD2仍亮。
当不间断电源UPS恢复后，继电器KA1得电，继电器KA1的常闭触点KA1-4断开，指示灯HD2灭，继电器KA2失电，自锁常开触点KA2-2断开，恢复报警前的状态。
当继电器KA1及其触点损坏时，仅中断II操作站的供电，而Ⅰ控制站、Ⅱ控制站、Ⅰ操作站仍能正常工作。
同时，增设有报警试验部分—试验按钮S1与继电器KA2的常闭触点KA2-1、蜂鸣器DL的串联支路，可定期对蜂鸣器DL进行检测，按动箱体上的试验按纽S1，此时，继电器KA2的常闭触点KA2-1处于闭合状态，蜂鸣器DL响，指示灯HD2发光，可确认报警部分有效。
与现有技术相比，本实用新型以合理布局和配线，能对集散控制系统DCS的两组控制站与操作站分别以市电和不间断电源UPS供电，其中使以市电供电的操作站同时能以不间断电源UPS供电，即该操作站具有自动切换的供电双回路，当市电停电时，以不间断电源UPS供电，当不间断电源UPS故障中断时，无扰动切换至市电供电，提高了集散控制系统DCS的供电安全系数；同时使不间断电源UPS可以在线维护检修，增加了不间断电源UPS的可靠性及运行周期；并在直接以市电供电的控制站供电回路上采用滤波器，确保其供电质量；另外，增设有指示灯和蜂鸣器，用以指示不同的工作状态，在不间断电源UPS故障时，予以报警，起到有效的警示作用，为集散控制系统DCS的供电可靠和稳定提供保证。总之，本实用新型可以有效避免不间断电源UPS损坏或市电中断造成集散控制系统DCS供电中断、导致生产控制中断的不良情况，对集散控制系统DCS的长周期稳定运行提供了有力的保障。
本装置能保证：1、当市电停电后，能以不间断电源UPS继续供电，保证集散控制系统DCS有充足的时间（至少0.5小时）正常运行，使工艺操作人员可利用这段时间监控各参数将工艺系统停至安全状态，保证工艺设备的安全；2、一旦不间断电源UPS损坏，能切换为市电供电，保证集散控制系统DCS供电，确保集散控制系统DCS正常运行。
本实用新型结构合理，操作投运简单，使用方便，可以在线维修、检查不间断电源UPS，稳定性提高，任何情况下均不会造成集散控制系统DCS供电中断，为集散控制系统DCS提供了可靠稳定的供电模式。
4附图说明
图1为本实用新型的电路原理图；
5具体实施方式
如图1所示，用于集散控制系统的电源保障装置，包括内置有滤波器LB、不间断电源UPS、以及不间断电源UPS配备的电池组DCZ的箱体，箱体上设有：交流输入端子S0、S1，Ⅰ控制站输出端子S6、S7，Ⅱ控制站输出端子S8、S9，Ⅰ操作站输出端子S2、S3，Ⅱ操作站输出端子S4、S5，两相空气开关K1-K6；Ⅱ控制站输出端子S8、S9经滤波器LB、两相空气开关K2与交流输入端子S0、S1相连，不间断电源UPS的输入端经两相空气开关K1与交流输入端子S0、S1相连，不间断电源UPS的输出端串联有继电器KA1，Ⅱ操作站输出端子S4、S5分别经继电器KA1的常闭触点KA1-2、KA1-1、以及两相空气开关K3与交流输入端子S0、S1相连，Ⅱ操作站输出端子S4、S5分别经继电器KA1的常开触点KA1-6、KA1-5、以及两相空气开关K6与不间断电源UPS的输出端相连，Ⅰ控制站输出端子S6、S7和Ⅰ操作站输出端子S2、S3分别经两相空气开关K5、K4与不间断电源UPS的输出端相连。
箱体上还设有：指示灯HD1、指示灯HD2、蜂鸣器DL、试验按钮S1、复位按钮S2、两相空气开关K7，指示灯HD1、继电器KA1常开触点KA1-3的串联支路与指示灯HD2、继电器KA1常闭触点KA1-4的串联支路相并联，并经两相空气开关K7串联与交流输入端子S0、S1之间，指示灯HD2的两端并联有继电器KA2与复位按钮S2的串联支路，复位按钮S2两端并联有继电器KA2的常开触点KA2-2，试验按钮S1与继电器KA2的常闭触点KA2-1、蜂鸣器DL的串联支路经两相空气开关K7串联与交流输入端子S0、S1之间，试验按钮S1与继电器KA2常闭触点KA2-1的连接节点与指示灯HD2、继电器KA1常闭触点KA1-4的连接节点相连。
具体实施时，为保证装置工作的可靠性，装置中的继电器采用欧姆龙系列产品MY4NJ-220；由于不间断电源UPS和电池组DCZ安装在箱体内，可有效的防止灰尘等进入，进而延长了不间断电源UPS的使用寿命。
6发明人介绍：
魏朝阳：1978年出生，毕业于太原化学工业学校，化肥厂仪控车间主任。
魏秀峰：1969年出生，毕业于吉林电气化高等专科学校，化肥厂技术中心。