控制柜电源和UPS电源的最新发展趋势——智能化

来源： 控制工程中文版

作者： Ken Allwine

随着设备智能水平的提升，控制柜电源和不间断电源（UPS）也在不断的发展，以向用户提供运营信息，从而使运营更安全、更高效。

控制柜正在迅速发展，包括的功能越来越多，比如更高的智能水平以及扩展的通信。随着工业物联网（IIoT）的日益普及， 制造企业拥有比以往更多的可用数据。控制柜电源和不间断电源（UPS）也在不断发展， 以提供更多运营信息，例如电压、电流、运 行状况、温度和其它数据。

工业网络已经存在很多年了，但它们的结构、可扩展性和吞吐量仍然受到很多限制。过去十多年，工业网络通讯在很多技术和安 全性方面，都取得了显著的进步，这有助于 减少早期的担忧。现在，用户几乎可以在任 何地方发送大量数据。

以前，当我们考虑控制柜内部的电源结构时，只考虑为应用提供正确的电压和适当的电流。有时，如果情况需要的话，还有可能添加备用电池。但是，随着时间的发展， 这个设计过程发生了变化。电源技术和功能的增强，为系统集成商和最终用户提供了更 多选择。在更高级别的应用中，机柜的低压部分，包括电池备用选件，已成为一个受到更多关注的领域。

像传感器、驱动器、安全装置和其它设备等开始提供更多信息一样，控制柜的低压部分也提供了更多信息。多年以来，电源仅带有 LED 指示，表明其“开”的状态。某些电源还 包括“DCOK”触点。具有更强大功能接口的 最新一代电源和 UPS 技术正在出现。

为什么要获取电源数据？

电源是控制柜的心脏。如果没有优质电源，则机柜内的部件可能无法可靠运转。从电源获得的数据越多，运行人员就可以更好地了 解系统性能。电源一旦打开，很少会关闭。如果设施运行人员知道电源的工作时长和状态，他们就可以更好的规划设备的预防性维护。

在控制柜电源的运行寿期内，负载会发生变化。负载变化的第一个原因是负载的老化。随着使用时间的增长，许多负载的电阻变大。这导致电流消耗缓慢但持续的增加。第二个原因是系统扩展。当连接的输入 / 输 出（I/O）点数量增加时，运行人员可能不会 总是考虑电源的总体负载。在这两种情况下， 需求增加都可能对电源造成不利影响，甚至可能产生严重后果。提供实时电流信息的 4-20 mA 输出，可以发送到控制器的模拟量 输入端，以提供反馈信息。该数据可用于向维护人员提供阈值警告。

越来越多需要强调的信息出现在电源上。这些信息可以是来自电源自身的离散 I/O 点。IO-Link 设备网络和EtherNet/IP以太网等网络接口，也开始出现在电源上。由于在控制柜中所实现的功能，备用电池也非常适合用于远程连接。

图片来源 ：菲尼克斯电气

现 在， 工 业 电 源 和 UPS 可 以 连 接 到 通 用 工 业 协 议， 例 如 EtherNet/IP、Profinet 和 EtherCAT 等，因此用户可以轻松访问有关备 用电池状态的数据。

远程状态监控

电池是 UPS 系统中最薄弱的环节。电池的状况决定了 UPS 是否可以执行其功能。远程状态监控可以为维护团队提供有关何时需要更换电池的准确数据。这样可以减少预防性维护成本。如果电池更换的太早，会浪费业主的钱，因为这些设备状态仍然良好。如果电池更换时间太晚，UPS电源将无法发挥其可靠的备用功能。

通过 UPS 的远程指示，可以深入了解控制柜中低压电源系统的实时状况。现在，这些 UPS 系统可通过 EtherNet/IP、ModbusTCP/ IP、Profinet 和 EtherCAT 等协议，直接与工业网络连接。USB和RS-232等其它接口， 可用于本地 PC连接和信息交换。诸如电池状态、电池充电状态、温度、电压、剩余寿命、 剩余缓冲时间和输出电流之类的信息，为用户提供了有关电源系统状态的重要信息。

未来，控制系统将越来越智能化，电源、 UPS 系统和相关产品也将不断升级。随着 IIoT（工业物联网）应用的不断扩展，低压电力系统将能够为信息系统所有者提供所需的信息。

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