Блок резервирования источников питания APS-6502

Как известно, надежность электронной системы в значительной степени зависит от надежности мощных силовых устройств. Для того, чтобы в случае возникновения аварии или неисправности система гарантированно оставалась в работоспособном состоянии, часто используется метод резервирования оборудования.

В системах оповещения и управления эвакуацией необходимо резервировать в первую очередь усилители мощности и источники питания. Решения по резервированию усилителей мощности, как наиболее уязвимых компонентов СОУЭ, уже достаточно давно предлагается многими производителями, в том числе и Inter-M. Другим узким местом в надежности любой системы остается блок питания, обеспечивающий электроэнергией все оборудование, а также источник сетевого напряжения, который может быть выведен из строя или отключен.

Для трансляционных систем, к которым предъявляются повышенные требования в части надежности электроснабжения, инженеры компании Inter-M разработали уникальное устройство — блок APS-6502. Новая модель обеспечивает трехступенчатое резервирование источников питания. Во-первых, новинка выполняет функцию непрерывного мониторинга блоков контроля и распределения питания PD-6359 и автоматически переключает нагрузку с вышедшего из строя блока на резервный. Во-вторых, устройство способно автоматически переключать систему с основной линии питания 220 В на резервную. Кроме того, при полном пропадании сетевого напряжения APS-6502 осуществляет переход на питание от аккумуляторных батарей. С такой высокой степенью надежности компания Inter-M первой в мире реализовала систему контроля и резервирования питания для СОУЭ.

Немаловажное преимущество блока APS-6502 заключается также в возможности удаленного наблюдения за состоянием источников питания. Устройство полностью вписывается в концепцию 6000-й серии, использующей современные компьютерные технологии для максимального удобства настройки и эксплуатации системы.

Назначение

Блок APS-6502 предназначен для автоматического контроля и резервирования:

источников питания переменного напряжения
источников питания постоянного напряжения
блоков контроля и распределения питания PD-6359

Фото оборудования

Функциональные возможности и особенности

Контроль и резервирование PD-6359

Предусмотрен непрерывный контроль исправности блока контроля и распределения питания PD-6359 и автоматическое переключение питания системы на резервный блок в случае выхода основного блока из строя.
Контроль 3-х источников питания

Выполняется автоматический контроль наличия напряжения и его величины для двух независимых источников переменного напряжения 220 В 50 Гц и одного источника напряжения постоянного тока 24 В.
Автоматическое переключение на резервный источник питания

В случае аварии основного источника питания, блок APS-6502 выполняет переключение на один из доступных резервных источников питания – второй ввод 220 В / 50 Гц либо аккумуляторные батареи напряжением 24 В.
Трехступенчатая схема резервирования

Если резервирование питания СОУЭ осуществляется от источника, на запуск которого требуется время, возможна схема с временным подключением аккумуляторных батарей в качестве резервного источника питания и последующем переключением на запускаемый резервный источник.
Удаленный контроль по интерфейсу RS-485

С помощью компьютера и соответствующего программного обеспечения возможен удаленный контроль состояния и режима работы блока APS-6502 с наглядным отображением активного источника питания и величин переменного и постоянного напряжения, которое необходимо для питания размещенного в стойке оборудования.
Светодиодная индикация и срабатывание «сухих контактов»

Текущий режим работы APS-6502 отображается с помощью светодиодных индикаторов на передней панели устройства. Дополнительно, при отказе одного из источников питания или PD-6359, замыкаются соответствующие «сухие контакты», что позволяет передать информацию об аварии на внешнее устройство.

Описание работы

Блок APS-6502 позволяет подключать две независимые линии питания 220 В 50 Гц, два блока контроля и распределения питания PD-6359, блок аккумуляторных батарей напряжением 24 В постоянного тока. В качестве второго, резервного источника 220 В 50 Гц может использоваться любая отдельная, независимая от основного источника, линия питания. Степень независимости резервного источника питания от основного определяется проектной организацией согласно законодательным нормативам или техническим условиям, полученным от заказчика.

В задачу APS-6502 входит постоянный мониторинг состояния источников основного и резервного напряжения. При отключении основного ввода сетевого питания, выполняется незамедлительный переход на резервный ввод (рис. 1)

Рис. 1. Трехступенчатое резервирование источников питания

При отключении обоих источников переменного напряжения система автоматически переходит на питание от аккумуляторных батарей, емкость которых должна позволить обеспечить питание СОУЭ в течении 24 часов в дежурном режиме и в режиме оповещения на время, необходимое для выполнения эвакуации людей.

После восстановления основного ввода переменного напряжения, автоматически происходит процедура обратного переключения системы на основной ввод.

Таким же образом будет осуществлено переключение с аккумуляторов на резервный ввод сетевого напряжения при его восстановлении (или запуске). Эта особенность дает возможность использовать аккумуляторные батареи для кратковременного питания СОУЭ в случае, если на подключение резервного источника необходимо некоторое время, например на период запуска генератора (рис. 2)

Рис. 2. Подключение АКБ в качестве кратковременного источника резервного питания

Другая важная функция APS-6502 – автоматический мониторинг блоков контроля и распределения питания PD-6359 (рис. 3)

Рис. 3. Резервирование блоков контроля и распределения питания PD-6359

При выходе из строя основного блока PD-6359 подключается резервный блок контроля и распределения питания. При выходе из строя сразу обоих блоков PD-6359 питание системы переключается на аккумуляторные батареи.

Нельзя исключить на первый взгляд маловероятного, а на самом деле вполне возможного варианта развития событий, когда выход из строя основного источника питания сопровождается выходом из строя и самого блока питания. Причиной может быть банальный скачек напряжения из за отсутствия у силовых сетей сглаживающих фильтров или более серьезная неисправность. С этой неприятной ситуацией новинка от Inter-M также справится без проблем согласно диаграмме, изображенной на рис 4.

Рис. 4. Одновременное резервирование источников питания и блоков контроля и распределения питания PD-6359

Мониторинг источников основного и резервного питания, а также блоков контроля и распределения питания выполняется непрерывно, а для своевременного оповещения персонала об обнаруженных неисправностях, кроме индикации на передней панели APS-6502, может использоваться удаленное рабочее место, оснащенное ПК с установленным программным обеспечением MS-6100 или MS-6800 (рис. 5). Указанные программы используются для контроля и управления оборудованием Inter-M 6000-й серии.

Рис. 5. Способы индикации и оповещения о неисправностях

Кроме того, доступны информационные «сухие контакты», с помощью которых могут активироваться световые и звуковые оповещатели, табло и другие средства привлечения внимания.

Конструкция

Конструкция корпуса блока APS-6502 разработана для установки его в 19-дюймовый аппаратный шкаф, в котором он занимает 5 установочных мест.

На передней панели расположено 6 светодиодных индикаторов зеленого цвета. Пять из них отображают состояние внешних источников питания (подключен/отключен), а один – режим работы самого блока APS-6502 (дежурный/рабочий).

Рис. 6. Передняя панель

1 - Индикатор работоспособности основного блока PD-6359
2 - Индикатор работоспособности резервного блока PD-6359
3 - Индикатор подключения аккумуляторных батарей
4 - Индикатор наличия напряжения на основной линии 220 В 50 Гц
5 - Индикатор наличия напряжения на резервной линии 220 В 50 Гц
6 - Индикатор режима работы устройства – рабочий/дежурный

На задней панели расположены все соединительные разъемы, клеммные колодки и силовые розетки. Отключаемые розетки разделены на три группы по три штуки в каждой. Каждая группа розеток функционально привязана к определенному силовому входу от основного/резервного блока контроля и распределения питания PD-6359 (SWITCHED 1, SWITCHED 2, SWITCHED 3). Коммутацию напряжений для каждой группы розеток осуществляет отдельное реле блока APS-6502. По такому же принципу на три группы разделены клеммы для питания усилителей от аккумуляторов напряжением 24 В.

Рис. 7. Задняя панель

1 - входы 220 В 50 Гц от основного и резервного PD-6359
2 - входы 24 В от блоков PD-6359
3 - выход питания усилителей от аккумуляторных батарей
4 - выходы отключаемого напряжения 24 В
5 - выход неотключаемого напряжения 24 В
6 - выходы «сухой контакт»
7 - разъем дистанционного включения
8 - порты RS-485
9 - переключатель оконечной нагрузки
10 - выход 220 В 50 Гц для подключения резервного PD-6359
11 - переключатели установки адреса
12 - выход 220 В 50 Гц для подключения основного PD-6359
13 - группы отключаемых розеток 220 В 50 Гц
14 - входы для аккумуляторных батарей 24 В
15 - группа неотключаемых розеток 220 В 50 Гц
16 - защитный предохранитель DC
17 - вход резервной линии 220 В 50 Гц
18 - вход основной линии 220 В 50 Гц

Рис. 8. Внутреннее устройство блока APS-6502

Управляющая часть схемы устройства построена на основе 8-разрядного AVR-микроконтроллера с встроенной флэш-памятью емкостью 128 кбайт ATmega128.

Рис. 9. Управляющий микроконтроллер

Коммутация силовых цепей для питания системы оповещения осуществляется мощными электромагнитными реле.

Рис. 10. Коммутирующее реле

В качестве собственного источника питания блока APS-6502 используется высоконадежный импульсный преобразователь из переменного напряжения 220 В 50 Гц в напряжение постоянного тока 24 В STAR30S-F-24C, производимый южнокорейской фирмой POWERCOP.

Рис. 11. Блок питания APS-6502

Для удобства подключения входных линий питания и входов питания блоков PD-6359 в комплект устройства входят соединительные жгуты длиной 300 мм с V-образными наконечниками (12 шт.) под клеммные разъёмы.

Рис. 12. Соединительные жгуты

Блок резервирования источников питания APS-6502 может объединяться с другими устройствами системы оповещения 6000-й серии в сеть через интерфейс RS-485. При этом с компьютера, подключенного к сети через блок DIB-6000, можно осуществлять контроль состояния блока APS-6502 и подключенных к нему источников, управлять включением/ выключением питания системы. Для этого используются программное обеспечение MS-6100 для одноканальных систем и MS-6800 для многоканальных систем.

Рис. 13. Мониторинг состояния источников питания, подключенных к APS-6502 из программы MS-6100

В окне мониторинга APS-6502 отображаются значения напряжений на входных линиях 220 В 50 Гц, напряжения аккумуляторных батарей, отслеживается состояние всех источников питания, блоков контроля и распределения питания, текущие подключения.

При отключении какого-либо внешнего источника питания или выходе из строя блока контроля и распределения питания появляется всплывающее окошко с предупреждением: «Внимание! Обнаружена неисправность источника питания». Происходит автоматическое переключение на резервный источник питания.

Рис. 14. Информация в окне мониторинга APS-6502 при отключении основной линии питания 220 В 50 Гц

При отключении обеих линий питания 220 В или неисправности сразу двух блоков PD-6359 появляется аналогичное предупреждающее сообщение. Система переключается на питание от аккумуляторных батарей.

Рис. 15. Информация в окне мониторинга APS-6502 при отключении двух линий питания 220 В 50 Гц

Технические характеристики

Наименование	APS-6502
напряжение на входах от основной (AC-1) и резервной (AC-2) линии	220 В ± 15 % 50 Гц
максимальный потребляемый ток от основной (AC-1) и резервной (AC-2) линии	20 А
напряжение на выходах для подключения основного (PD-1) и резервного (PD-2) блока контроля и распределения питания	220 В ± 15 % 50 Гц
количество отключаемых розеток переменного тока	9 (3 группы по 3)
количество неотключаемых розеток переменного тока	2
максимальный выходной ток с отключаемых розеток переменного тока	15 А на группу, 20 А суммарный
максимальный суммарный выходной ток с неотключаемых розеток переменного тока	3 А
напряжение подключаемого блока аккумуляторных батарей	24 В ± 20 %
напряжение на отключаемых и неотключаемых выходах постоянного тока	24 В ± 20 %
максимальный суммарный ток с отключаемых выходов постоянного тока RACK ONLY	3,5 А
максимальный суммарный ток с отключаемых выходов постоянного тока AMP ONLY	60 А
время переключения с основного источника питания 220 В 50 Гц на резервный источник 220 В 50 Гц	100 ± 20 мс
время переключения с основного источника питания 220 В 50 Гц на питание от аккумуляторных батарей	30 ± 10 мс
напряжение переключения с основного источника питания 220 В 50 Гц на резервный	< 181 В ± 1,5 %
максимальная потребляемая мощность (только для блока APS-6502)	10 Вт
рабочий диапазон температур	−10...+40 ºC
масса	9,5 кг
габариты (Ш×В×Г), мм	482×220×280 мм

Схема применения

Рис. 16. Система оповещения и управления эвакуацией при использовании APS-6502

Система оповещения и управления эвакуацией построена на основе контроллера ECS-6216P и рассчитана на 16 зон оповещения. Обеспечивается автоматическая трансляция тревожного сообщения, записанного в PV-6232, при взаимодействии с АСПС в случае обнаружения пожара и ручное управление эвакуацией с использованием встроенного микрофона блока EP-6216. Усилитель мощности PA-6336 усиливает сигнал линейного уровня до напряжения 100 В.

Блок APS-6502 обеспечивает трехступенчатое резервирование источников питания. При отключении основной (№1) сети питания 220 В 50 Гц устройство автоматически переключает систему на работу от резервной (№2) сети питания. При неисправности основного блока контроля и распределение питания PD-6359 подключается резервный блок. В случае пропадания питающего напряжения в обеих сетях 220 В 50 Гц или при неисправности сразу двух блоков PD-6359 система переключается на питание от аккумуляторных батарей напряжением 24 В. Поддержку аккумуляторных батарей в заряженном состоянии осуществляет блок PB-6207.

С помощью персонального компьютера с программным обеспечением MS-6100, подключенного к оборудованию системы оповещения по интерфейсу RS-485 через блок сопряжения DIB-6000, можно управлять включением и выключением питания системы и вести мониторинг параметров постоянного и переменного напряжения, состояния источников питания.