艾默生：工业UPS和商业UPS的区别

不间断电源系统(以下简称：UPS)是为关键的设备提供稳定，不间断的电能，在商业和工业应用中，越来越多的重要关键设备依赖于UPS保证电源和数据的连续不间断。

　　根据统计，每10个UPS系统中大约有8个UPS系统(80%)为信息科技应用而设计。所以很多人对UPS有一个错误的认识，认为UPS是计算机信息系统的附属设备，是专门用来保护IT设备的;而所谓的工业UPS是一个技术落后、被边缘化的产品，工业UPS是一些厂家炒作出来的名称或概念。这种认识是片面的。UPS作为不间断保护电源，其作用不仅仅是保护计算机IT设备或信息数据，它的应用非常广泛。

　　其实，UPS在工业领域(非IT领域)的应用比比皆是。正是由于UPS在这些非IT领域的广泛应用，UPS技术和众多UPS厂商才得以提高和发展，保持持续向上的生命力。这块蛋糕正在越做越大，竞争也日趋激烈。

　　选用商业级UPS，还是选用工业级UPS，需要综合考虑很多因素。首先因素就是高可靠性。高可靠性是以系统的设计、工艺、配置来休现的。工业级UPS，元器件选型采用工业级甚至是军品级，对关键元器件留有充分的冗余度，来加强系统的抗冲击力性能。其次，对工业环境的超强适应性、产品的较长设计寿命等也是工业级UPS的优势之一。

　　我们从以下五个方面来对工业UPS和商业UPS做一下区分和对比。

　　1. 根据UPS的应用领域来区分工业和商业UPS

　　对大多数工业UPS用户来说识别商业机和工业机的关键区别是非常困难的。商业UPS和工业UPS主要是从UPS的应用领域来划分的。

　　一般说来，在线式UPS系统大概可分成三个主要的应用领域：

　　(1) 信息技术 (IT) ：

　　商业UPS已经与信息技术(IT)紧密融合在一起，信息技术的UPS设备的招标规格不需要特殊的技术要求。电信、银行、保险公司和大型企业的数据中心是典型商业 UPS应用的例子。在这些应用中，交流电源的中断可能会导致数据处理和电讯传输的中断，但通常不会造成对人或财产的直接的伤害。

　　(2) 关键的程序或过程控制：

　　数十年以来，工业UPS系统对关键的程序或过程控制应用的设计和应用，已经积累了丰富的经验。在这些领域的应用中，负载端的交流电源的中断或不稳定，可能造成危险的化学过程不稳定性故障，或者造成对生产系统甚至周边环境的巨大的破坏。石化合成物和电力发电站是使用化学或蒸汽加工操作的典型例子。这种加工过程如果控制电源中断了，就会发生危险。由于来自控制电源所的可能产生的风险和损失巨大，必须面对工业环境的应用设计专门的UPS系统，并且比商业机有更加严格的性能测试。

　　例如：核电厂核级UPS需要通过核级认证，欧盟有RCC-E标准，中国有核安全合格供应商认证。

　　RCCE标准明确要求UPS可在地震荷载下安全工作。

　　海上平台UPS需要通过船级认证。如中国的CCS，美国的ABS，挪威的DNV，法国的BV，英国的LR等。船级认证标准对倾摇、振动、高低温和盐雾试验有明确要求。

　　(3) 普通的程序或过程控制：

　　我们把这中间部分的应用称为轻工业。即使交流电源在处理操作中被中断，这些应用类型也没有致命的危险。在这些过程中，UPS的故障或不稳定，可能会导致成品的损失或者重新安排产品设备的数百人工小时。药品和食物饮料工业将会是轻工业类型的例子。在这些领域，工业UPS系统的高可靠性，将有效避免上述情况。当然由于商业UPS的普及性，在这些领域也有应用。

　　根据上面的分析，我们把UPS的应用领域做如下图示(图1)。相对于商业UPS，工业UPS是为了满足不间断供电的客户需求和特殊的应用环境而产生的。

图1

　　2. 根据UPS的技术类型来区分工业和商业UPS：

　　商业UPS的负载多为需要交流电源的IT设备，所以其产品类型为典型的交流输出UPS，包括后备式，在线互动式和双变换在线式，都有应用。在电信领域有广泛应用的通信电源(高频开关整流器)，也可以理解为商业UPS范畴。

　　工业UPS的产品概念更为广义，既包括交流输出UPS，也包括了直流输出的DC UPS，甚至是多种产品类型的组合。在不同的工业领域，AC UPS和DC UPS所占的比重是不一样的，具体见图2。

　　即使是AC UPS，工业UPS的技术也多为传统的可控硅整流+IGBT逆变器的技术结构。这种传统的双变换在线式的UPS的高可靠性，普遍得到工业客户的认可。

图2

　　3. 根据UPS的生产厂家来区分工业和商业UPS：

　　工业UPS和商业UPS的应用领域是不同的，各UPS厂家基于发展历史、市场策略、技术优势等原因，到现在也基本形成了工业和商业两极分立的局面。

　　在商业UPS市场中，UPS品牌众多，竞争激烈;在工业UPS市场中，市场容量相对较小，基本由几个品牌占据了大半份额。这些品牌有EMERSON/CHLORIDE、AEG、GUTOR、AMETEK、BENNING等，它们专注于工业领域达五十年以上，积累了丰富的专业经验和工程经验，得到了客户的广泛认可。

　　4. 工业UPS和商业UPS的产品配置的对比：

　　我们从客户需求角度，来详细看一下工业UPS是如何满足客户需求的，从中也可以对比出它与商业UPS的不同之处。

　　基于工业需求的多样性和应用环境的复杂性，工业UPS 可按需订制是其重要特点之一。

　　5. 工业UPS和商业UPS的技术对比：

　　5.1 关于UPS的应用环境和使用寿命：

　　许多工业UPS环境，尤其是在某些发电应用中，可能是在较高环境温度条件下(>30摄氏度)和空气中的微粒污染物的场合。所以要求工业UPS，能在大量非传导性的灰尘和较高的环境温度下正常工作。至少在40摄氏度的环境温度下正常工作，有些场合甚至要求50~55摄氏度的设计。

　　相反，普通商业UPS的应用环境几乎总是控制在30℃以内，并且保持非常干净。任何UPS系统的寿命都会在高温度环境下降低，最易受到高温环境影响的UPS的关键部件是内部UPS部件(如直流电容)和蓄电池。在高温环境下可能会使他们的寿命缩短，除非选择高温电容器。

　　在商业UPS应用中，UPS应用商可能不会要求UPS有较长的使用寿命。但是在关键处理控制中，通常要求UPS要有15-20年的寿命。工业UPS系统有内置的设计边际，来保证实际的运行寿命达到客户要求。除此之外，工业UPS设备也会有预见性的零部件更换计划，来确保UPS在较高的平均无故障运行时间超过整个15-20年。

　　5.2 关于UPS电池&充电器：

　　一般来说，商业UPS的电池后备时间不像在工业应用中那样长，通常在10-30分钟左右，充电容量不需要进行增容设计。UPS电池充电器一般设计为能把15-30分钟后备时间的铅酸电池，在8-10小时内回充到95%的容量。

　　与商业UPS相比，在工业应用中，充电容量必须有更高的能力，因为电池后备时间能从60分钟到8小时或者更多，这就要求UPS系统的充电器里有足够的电池回充能力。在工业应用中，很多情况下选用后备时间为4-8小时的电池配置。

　　在工业UPS领域，为了更好的适应高、低温恶劣环境需求，镍镉电池也被广泛应用，工业UPS的充电器除了满足铅酸电池之外，还需要满足镍镉电池的充放电特性。

　　总结：

　　工业UPS按工业现场的多样化需求和恶劣环境设计制造，在充分满足客户需求的过程中，体现了项目管理的运用。所以在这里我们对工业UPS的理解应不仅停留在产品层面，它实际上是在对客户需求充分理解的基础上，为客户提供整体的电源保护解决方案(见图4)，并把此方案作为一个工程项目，与客户充分合作一同进行项目工程设计、项目管理、现场服务和运行维护的动态过程(见图5)。从一定意义上看，可以把工业UPS供应商理解为一个工程公司。

图4 EMERSON/CHLORIDE工业电源保护解决方案

图5 UPS Engineering

Design Website

艾默生：工业UPS和商业UPS的区别