用于运行具有多个电负载的电力设施的方法、供电单元和电力运行设施技术

本发明专利技术涉及一种用于运行具有多个电负载的电力设施的方法，这些电负载连接到至少一个供电单元并且由该供电单元提供电压。此外，本发明专利技术涉及一种设计用于执行该运行方法的供电单元，以及涉及一种电力运行设施。供电单元被设计为，或者连通基本电源电压，或者在基本电源电压失效的情况下连通由能量存储单元提供的缓冲电压。根据本发明专利技术提出，为了执行电负载的受调节接通过程而预设或确定接通延迟时间，在该接通延迟时间结束之后在供电单元的输出端或者连通基本电源电压或者连通缓冲电压。此外，根据本发明专利技术还提出，为了执行电负载的受调节的接通过程，当能量存储单元的充电电平等于或大于能量存储充电电平的阈值时，才在供电单元的输出端输出电压。以这种方式，实现了用于电源的接通管理，这确保了多个电负载的绝对安全的中断并进而确保了无干扰的启动。

Methods, power supply units and power operation facilities for operation of power facilities with multiple electrical loads

The invention relates to a method for operating a power facility having a plurality of electrical loads connected to and supplied with voltage by at least one power supply unit. In addition, the invention relates to a power supply unit designed to perform the operation method and an electric power operation facility. The power supply unit is designed to either connect the basic power supply voltage or connect the buffer voltage provided by the energy storage unit in case of failure of the basic power supply voltage. According to the invention, in order to perform the regulated switching on process of the electric load, the switching on delay time is preset or determined, and after the switching on delay time is over, the output terminal of the power supply unit is connected with the basic power supply voltage or the connected buffer voltage. In addition, according to the invention, in order to perform the regulated switching on process of the electric load, when the charging level of the energy storage unit is equal to or greater than the threshold value of the charging level of the energy storage, the voltage is output at the output end of the power supply unit. In this way, the connection management for power supply is realized, which ensures the absolutely safe interruption of multiple electrical loads and thus ensures the start-up without interference.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行具有多个电负载的电力设施的方法、供电单元和电力运行设施
本专利技术涉及一种用于运行具有多个电负载的电力设施的方法，这些电负载连接到至少一个供电单元并由该供电电源提供电压，其中，供电单元或者连接基本电源电压或者在基本电源电压失效的情况下连接由能量存储单元提供的缓冲电压。此外，本专利技术涉及一种设计用于执行该方法的供电单元，以及用于执行该方法的电力运行设施和一种计算机程序。
技术介绍
在许多
中，例如在自动化技术或建筑技术中，绝对可靠的电源是技术设施平稳运行的必要先决条件。在由于电网中的干扰而导致常规供电电压例如在技术设施中中断的情况下，存在用于可靠供电的设备，其为直流电压和交流电压提供受调节的输出电压。不间断电源可以通过由连接的能量存储器形成的可靠缓冲在电源失效的情况下为用户提供一定时间的电能(＝缓冲运行)。因此，不间断电源以来自电池模块或其他能量存储设备的不间断额定电流补充现有的电源供应器。机器或设施组件需要一定的时间来启动和关闭且在该时间段中不得被关闭，否则可能发生损坏、可维护性受限、数据丢失或难以重新调试，在该机器或设施组件的情况下，除了可靠的运行之外还要确保不间断的启动。这种机器或工厂组件的示例是个人计算机(PC)，尤其是控制和/或监视技术设施的工业PC，但也可以是具有旋转部件的机器，该机器在其完全适合运行之前必须达到特定的旋转速度，或者也可以是热力机器，其必须先进行预热或冷却才能运行。即使是由于连接的能量存储而具有缓冲运行的不间断电源，但是在能量存储器在运行期间能量耗尽时，也不能保证在供电电压突然下降的情况下平稳运行。这可能导致不一致和数据丢失。到目前为止，在由于先前的常规供电电压中断而PC/机器已经必须被缓冲并且能量存储充电水平由此下降之后，尚未考虑不间断电源在重启PC/机器时的抗中断能力。如果在重新启动时没有足够的抗中断能力，这将意味着当常规供电电压再次中断时PC的崩溃/死机(Crash)或机器突然停止。由于重启困难，后果就是数据丢失以及机器和工件损坏导致的最大停机时间。即使在没有连接的能量存储器的标准电源的情况下，其因此不能以缓冲运行模式工作，抗中断能力或无中断能力也是所希望的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种用于技术/电力设施的安全运行的改进方法，该技术/电力设施连接到供电单元，从而尤其确保了技术设施的组件的不间断启动。本专利技术的目的还在于提供一种相应的供电单元和一种带有这种电源的电力运行设施。根据本专利技术，关于该方法的目的通过独立权利要求1和9的特征来实现。关于装置，其目的通过独立权利要求16和22的特征来实现。根据本专利技术的用于运行具有多个电负载的电力设施的方法被配置成使得供电单元或者连通基本供电电压或者在基本供电电压失效时连通由能量存储单元提供的缓冲电压，其中电负载连接至至少一个供电单元并且由供电单元提供电压。根据本专利技术提出，为了执行电负载的受调节接通过程而预设或确定接通延迟时间，在该接通延迟时间结束之后在供电单元的输出端或者连接基本电源电压或连接缓冲电压。此外，根据本专利技术还提出，为了执行电负载的受调节的接通过程，当能量存储单元的充电电平等于或大于能量存储充电电平的阈值时，才在供电单元的输出端输出电压。通过这种方式，实现了对于电源的接通管理，其或者考虑到由用户选择的接通延迟时间，或者根据能量存储充电水平控制供电单元的功率输出的接通，或者代表接通延迟时间和能量存储充电水平的组合，从而确保绝对安全的不中断进而还有多个电负载的无失效启动或无失效接通。利用本专利技术所实现的优点尤其在于，与传统的不间断供电单元相比，即使常规供电电压反复在短时间间隔中连续失效，也可以保证显著改善的数据和设施安全性以及诸如PC/机器的电负载的平稳重启。通过这种方式，在重新启动PC/机器时，用户现在可以确定只有在达到用户自身定义的条件后才能接通电源的电源输出，然后PC/机器才会重新投入运行。因此排除了重启PC/机器的潜在失效。本专利技术的有利设计方案是从属权利要求的主题。附图说明在下文中，参考其中示出了本专利技术的实施例的附图详细描述和说明了本专利技术及其设计方案和进一步的优点。图中示出：图1示出了具有电负载和不间断供电单元的电力设施的示意图，其连接到能量存储单元；图2a至图2d示出了接通管理的不同实施方案的变体方案。具体实施方式在图1中示出了具有至少一个供电单元和多个电负载1、2或3的电力运行设施10的实施方案的变体方案。设施10可以是自动化设施的一部分，或者用作生产机器的电源和其他受调节的、可能的不间断的电源对于可靠的运行必要的成套设备、机器和设施的电源。这里通过示例示出了作为负载的工业PC1和PC2以及传统PC3，它们通常用于控制、操作和监视，用于配置或监视技术设施。为了能够运行工业PC或控制器，通常需要24V直流电流。为了获得24V直流电流，通过交流/直流转换器对电网提供的交流电源(欧洲230V)进行转换。该AC/DC转换器通常安装在标准电源6中，该电源提供基本电源电压Ug(这里以24V直流电的形式)。然而，这种标准电源不能克服基本电源电压的中断。用于提供基本电源电压Ug的标准电源6通常设计为单个模块。为了使设施具有更高的失效安全性，使用不间断电源。在图1中示出了这种不间断供电单元5。在此，不间断电源5接收来自标准电源6的直流电并将其连通至连接的负载1、2、3。在这种情况下，供电单元5集成有直流-直流转换器(DC/DC转换器)。供电单元5通过用于提供缓冲电压Up的连接的能量存储单元7实现了不间断性。供电单元5具有确保可以在不中断的情况下在基本电源电压Ug与缓冲电压Up之间切换的电子器件。在此，供电单元5不仅可以为负载(例如PC或机器)提供一定时间的电能(＝缓冲模式)，而且还可以将缓冲运行报告给PC或机器控制器，它允许PC(例如通过批处理文件)或机器(通过控制程序)关机和结束正在运行的程序，也就是说关闭数据库而不会丢失数据并最终关闭操作系统/机器。由此可以确保数据和设施的安全性，以及在恢复常规电源电压的情况下平稳重启PC/机器。可以以任何期望的数量存在的负载1、2和3在图1中示出的实施例中经由用于供应电能的供电网络11和可选地经由通信网络12、例如工业以太网与不间断供电单元5连接。如果设施中不需要不间断电源，则网络11和可选的网络12与标准电源6直接连接，以提供基本电源电压Ug。能量存储单元7包括任何数量的电池模块7a、7b、…。电池模块可以是例如基于免维护的铅电池、耐温的纯铅电池、长寿命的锂电池或者基于电容器技术。在存在能量存储单元7的情况下，提供基本供电电压Ug的源6在一时间段tp期间的失效可以通过由能量存储单元7供应的缓冲电压Up来克服。供电单元5或标准电源6具有用于期望的输出电压Ua或期望的电流的至少一个功率输出端，并且可以具有一个或多个通信输出端，例如USB端口或以太网/Profinet接口。根据用途，还存在这样的供电单元5或6，其没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行电力设施(10)的方法，所述电力设施具有多个电负载(1、2、3...)，所述多个电负载连接到至少一个供电单元(5)上，并由所述供电单元供给电压(Ua)，/n其中，所述供电单元(5)或者连通基本电源电压(Ug)或者/n在所述基本电源电压(Ug)失效的情况下，连通由能量存储单元(7)提供的缓冲电压(Up)，/n其特征在于，/n为了执行所述电负载(1、2、3...)的受调节的接通过程而预设或确定接通延迟时间(tv)，在所述接通延迟时间结束之后，在所述供电单元(5)的输出端或者连通基本电源电压(Ug)或者连通缓冲电压(Up)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170321 EP 17162168.31.一种用于运行电力设施(10)的方法，所述电力设施具有多个电负载(1、2、3...)，所述多个电负载连接到至少一个供电单元(5)上，并由所述供电单元供给电压(Ua)，
其中，所述供电单元(5)或者连通基本电源电压(Ug)或者
在所述基本电源电压(Ug)失效的情况下，连通由能量存储单元(7)提供的缓冲电压(Up)，
其特征在于，
为了执行所述电负载(1、2、3...)的受调节的接通过程而预设或确定接通延迟时间(tv)，在所述接通延迟时间结束之后，在所述供电单元(5)的输出端或者连通基本电源电压(Ug)或者连通缓冲电压(Up)。


2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在所述基本电源电压(Ug)在预设的所述接通延迟时间(tv)期间失效的情况下，延长所述接通延迟时间(tv)，
直到所述基本电源电压(Ug)可再次用于连通，或者
直到在检验所述能量存储单元(7)的充电水平(LN)之后，根据充电水平(LN)连通所述缓冲电压(Up)，或者
直到所述能量存储单元(7)的充电水平(LN)达到阈值(SW)。


3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在所述基本电源电压(Ug)在预设的所述接通延迟时间(tv)期间失效的情况下，重复所述接通延迟时间(tv)，
-直到所述基本电源电压(Ug)再次可用，或者
-直到在检验所述能量存储单元(7)的充电水平(LN)之后，根据充电水平(LN)，在所述供电单元(5)的输出端处将所述缓冲电压(Up)作为输出电压(Ua)输出，或者
-直到所述能量存储单元(7)的充电水平(LN)达到阈值(SW)，
其中，在所述供电单元(5)的输出端处，或者在存在所述基本电源电压(Ug)或所述缓冲电压(Up)时立即输出所述输出电压(Ua)，或者在多个所述接通延迟时间(tv)结束之后才输出所述输出电压。


4.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在所述基本电源电压(Ug)在预设的所述接通延迟时间(tv)期间失效的情况下，
在所述接通延迟时间(tv)从所述基本电源电压(Ug)失效的时间点开始再次从头开始运行并且重复，
-直到所述基本电源电压(Ug)再次可用，或者
-直到在检验所述能量存储单元(7)的充电水平(LN)之后，根据充电水平(LN)，在所述供电单元(5)的输出端处将所述缓冲电压(Up)作为输出电压(Ua)输出，或者
-直到所述能量存储单元(7)的充电水平(LN)达到阈值(SW)，
其中，在所述供电单元(5)的输出端处，或者在存在所述基本电源电压(Ug)或所述缓冲电压(Up)时立即输出所述输出电压(Ua)，或者在多个所述接通延迟时间(tv)结束之后才输出所述输出电压。


5.根据权利要求2、3或4中所述的方法，
其特征在于，
由用户预设或连续地确定所述充电水平(LN)或是阈值(SW)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述供电单元(5)经由第一通信网络(12)与所述电负载(1、2、3…)交换数据，并且经由第二通信网络(13)与所述能量存储单元(7)交换数据，
其中，所述数据包括至少由以下变量组成的选项：电压值(Ua、Ug、Up)，阈值(SW)，能量存储单元(7)的充电水平(LN)，时间段(tv)或时间值。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
手动地或者在所述电力设施的工程规划范畴中或者在所述供电单元(5)的配置或参数化时预设所有数据，尤其是对于能量存储充电水平的阈值(SW)和/或接通延迟时间(tv)。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述供电单元(5)的输出端处输出的所述电压(Ug、Up)被分开，并且带有时间延迟地提供给所述电负载(1、2、3...)。


9.一种用于运行电力设施(10)的方法，所述电力设施具有多个电负载(1、2、3...)，所述多个电负载连接到至少一个供电单元(5)上并由所述供电单元供给电压(Ua)，
其中，所述供电单元(5)或者连通基本电源电压(Ug)或者
在所述基本电源电压(Ug)失效的情况下，连通由能量存储单元(7)提供的缓冲电压(Up)，
其特征在于，
为了执行所述电负载(1、2、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德·阿拉胡特，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE