Nawet bardzo krótkie zakłócenie w dostawie energii elektrycznej może spowodować nieplanowany przestój w produkcji i straty finansowe. Aby zminimalizować ryzyko takich zdarzeń, warto stosować systemy zasilania gwarantowanego UPS. Często inwestycja w zasilanie gwarantowane ma dla zarządzających zakładami lub fabrykami niższy priorytet niż np. rozbudowa linii produkcyjnej. Wszystko zależy od tego, jak częste są zaniki zasilania w danym obiekcie i jak duże jest ryzyko, np. uszkodzenia maszyn. Nie wspominając już o karach finansowych za opóźnienia w produkcji.
Duże znaczenie ma także świadomość pracowników odpowiedzialnych za utrzymanie ruchu w zakresie systemów zasilania gwarantowanego. Tymczasem odpowiedni dobór systemu zasilania gwarantowanego pomaga wyeliminować przestoje, a co za tym idzie, zapewnić ogromne oszczędności finansowe. Często porównuje się koszty instalacji systemu UPS z potencjalnymi kosztami przestojów linii produkcyjnej. Najczęściej koszty zaledwie kilku przestojów związanych z zanikiem zasilania, przewyższają koszty przemysłowego systemu UPS.
Czym powinien charakteryzować się przemysłowy UPS?
Obciążenie, które generują maszyny wykorzystywane w obiektach przemysłowych jest inne niż to pochodzące z komputerów czy serwerów. Konieczne jest stosowanie w nich zasilaczy UPS, które będą mogły pracować w specyficznych warunkach. W wysokiej oraz niskiej temperaturze, dużej wilgotności powietrza, wysokim stopniu zapylenia, drganiach podłoża, styczności z wodą, brudem i chemikaliami. Pod uwagę należy brać także duże prądy rozruchowe zasilanych urządzeń oraz dynamiczne zmiany zapotrzebowania na moc.
Najważniejszym elementem zapewniającym niezawodność systemu zasilania jest redundancja urządzeń. Czyli ich nadmiarowość. Ważne jest również monitorowanie czynników środowiskowych, aby szybko reagować na zagrożenia, takie jak uszkodzenie baterii w systemach UPS. Lub zbyt wysoka temperatura w pomieszczeniu. Automatyzacja reakcji oraz dbanie o terminy okresowych przeglądów, które zminimalizują ryzyko awarii, wpisują się w dobre praktyki BHP. W nowoczesnych systemach zasilania gwarantowanego, możliwy jest scentralizowany nadzór nad wieloma urządzeniami pracującymi w sieci na terenie zakładu. Automatycznie generowane są np. przypomnienia o planowanych pracach konserwacyjnych oraz wymianie baterii.
Parametry UPS-ów dla obiektów przemysłowych
Podstawowym parametrem UPS-ów przemysłowych jest moc znamionowa, która wynika z mocy odbiorów podłączonych do zasilaczy z uwzględnieniem odpowiedniego zapasu. Kolejny parametr to wymagany czas podtrzymania, który wynika z częstości i długości zaników zasilania. Bardzo istotną, a często pomijaną kwestią, jest umiejscowienie UPS-a. Jeśli urządzenie ma stanąć bezpośrednio na hali produkcyjnej, gdzie panuje wyższa temperatura, zapylenie lub ryzyko zalania, UPS powinien być zamknięty w szczelnej obudowie, z wbudowaną klimatyzacją.
Takie rozwiązanie może być jednak stosunkowo drogie. Najlepiej więc wydzielić specjalne pomieszczenie dla urządzenia. Niezależnie od aplikacji, najlepszym wyborem jest stosowanie zasilaczy UPS pracujących w topologii online (tzw. podwójna konwersja). Zapewniają one najwyższą jakość zasilania i działają całkowicie bezprzerwowo.
Istotna jest także sprawność UPS-a, która wpływa bezpośrednio na późniejsze koszty jego eksploatacji. To ważne, gdyż mogą one stanowić nawet do 70% całkowitego kosztu posiadania systemu UPS (pozostałe 20% kosztów to zakup zasilacza, a 10% – koszty serwisowe). Trzeba pamiętać, że 3-fazowy UPS przemysłowy będzie eksploatowany od 10 do 15 lat. Każdy dodatkowy 1% sprawności w tak długim okresie będzie przynosił ogromne oszczędności kosztów eksploatacji. Widać to nawet przy pozornie nieistotnej różnicy między poziomem sprawności 93% i 96%.
Rynek przemysłowych zasilaczy UPS ciągle się rozwija. Jednak wielu odbiorców przemysłowych wciąż korzysta ze starej technologii UPS-ów transformatorowych, wyposażonych w prostowniki 6- lub 12-pulsowe. Takie rozwiązania mają spore gabaryty i masę, bardzo niską sprawność i niekorzystne parametry wejściowe. Na rynku od lat dostępne są bardziej nowoczesne rozwiązania, z prostownikiem i falownikiem bazującymi na tranzystorach IGBT. Taki UPS zapewnia bezprzerwowe zasilanie wzorowej jakości z pełną sinusoidą o parametrach 230V/ 50Hz. – Rafał Kryk, Product Manager
Nowe trendy na rynku – redundancja i UPS-y online
Na rynku rozwijają się również zasilacze o budowie modułowej, które pozwalają na elastyczne skalowanie i dopasowanie UPS-a do potrzeb klienta. Z uwzględnieniem redundancji (nadmiarowości, w celu zwiększenia niezawodności systemu). Umożliwiają one bezproblemową rozbudowę systemu, gdy pojawia się potrzeba pokrycia zwiększonego zapotrzebowania na moc lub poprawienia niezawodności zasilania w fabryce. Tego typu zasilacze przemysłowe UPS charakteryzują się krótszym, średnim czasem naprawy (oznaczanym jako MTTR), niż tradycyjne rozwiązania monoblokowe.
Każdy moduł posiada własny procesor sterujący, prostownik, falownik oraz ładowarkę baterii. Takie rozwiązanie zapewnia brak pojedynczych punktów awarii (SPOF, ang. Single Point of Failure). To podstawowa funkcjonalność, w przypadku systemów dla obiektów przemysłowych i fabryk, które wymagają dużej niezawodności zasilania. W razie awarii jednego z zasilaczy lub modułów mocy, pozostałe mogą go zastąpić. Podczas wymiany lub instalowania nowych modułów, nie są potrzebne dodatkowe połączenia kablowe, a prace serwisowe mogą być wykonywane bez wyłączania urządzeń.
Jak dobrać UPS przemysłowy?
UPS przede wszystkim powinien być dostosowany do aplikacji. Do zasilania maszyn produkcyjnych, systemów automatyki i sterowania, systemów pomiarowych czy lokalnych serwerowni, sprawdzą się różne modele o różnych parametrach. Należy rozważyć, czy bardziej opłacalny będzie centralny UPS zasilający wszystkie odbiory wymagające rezerwowania, czy rozproszony system zasilaczy przeznaczonych do konkretnych odbiorów.
Wymagania dotyczące systemu zasilania gwarantowanego zależą w dużej mierze od specyfiki danego obiektu przemysłowego czy fabryki. Najczęściej jednak są bardzo wygórowane. Wymagany poziom dostępności zasilania może wynosić nawet 99,995% (czyli do 0,4 h przerw w ciągu jednego roku). Przemysłowe zasilacze UPS są skonstruowane tak, aby poprawnie pracować w trudnych warunkach. Posiadają m. in. obudowę o podwyższonym stopniu IP (do IP54 włącznie) oraz większą wytrzymałość temperaturową, dzięki powłokom izolacyjnym na elementach elektronicznych.
Gdy wymagana jest separacja galwaniczna UPS-a, praca z podwyższonym lub obniżonym napięciem, stosuje się odpowiednie transformatory. Wbudowane w przemysłowy zasilacz UPS lub zabudowane poza nim. Nie każdy UPS stosowany w przemyśle musi jednak mieć taką konstrukcję. Wszystko zależy od potrzeb i warunków panujących w danym zakładzie czy fabryce. Często można w nich zastosować typowe urządzenie przeznaczone do zasilania odbiorów IT czy budynków komercyjnych. Warto skorzystać z wiedzy dostawców systemów, którzy pomogą dobrać rozwiązanie odpowiednie do potrzeb.
źródło: Eaton
