| 摘要：随着工艺的计算机化，控制关键任务的计算机会直接影响生产量，所以本书将讨论如何使集成飞轮UPS系统有效地、预期地保护关键任务计算机负载。 |
数字化的工业加工工艺
受到全球化竞争的影响，工业用户会对影响到其工厂有效性的每个方面进行重新评估。结果，特别是在程序和机器控制领域、通讯领域和数字化物料流优化领域，自动化水平持续增长。如同台式电脑在十几年前迅速进入办公室一样，电子产品以同样的方式“闯入”了生产行业，二者所起的作用在本质上相同。如今工厂里的工人同坐在办公室里的其他同事一样，都拥有很高的计算机技术水平，这样才能在降低管理费用的同时，实现更高的生产能力、产出更好质量的产品。工厂厂房里摆放大量的自动化设备现已是寻常现象。
低功率的电机控制器和高功率的调速驱动器既可降低电能消耗，又能实现更好的过程控制。可编程控制器可提高控制、数据收集和通讯功能，所以在提高产品质量方面具有重要价值，可编程控制器现已变得很寻常。实时生产统计资料信息能够影响从机器操作者到首席执行官等各受众面的决策。通过集成控制可提高潜在生产能力，实现高有效性，所以各工业企业正在使其各生产环节实现计算机化。然而，这些用来提高竞争力的“工具”，大多数容易受到电源质量的影响，电源质量问题威胁到了更多传统计算机的应用程序。除此之外，他们也要受到其他环境因素的危害，如不可能像空调机房那样，工厂里温度会很高、灰尘很大以及还会发生时高时低的电力故障等原因，所以工厂环境对电子产品有很大的危害。虽然其运行环境这样糟糕，但人们预期更高总有效性的需求却在不断增长，因此，应该重新检查工作场地的所有电力问题。
工业过程依赖于关键任务设备
长期实践证明，即使在没有成批量地损失原材料或周转材料的情况下，某些工业程序也无法忍受电力干扰情况的发生。在半导体工业中某些扩散步骤至关重要，不当的温度或计时器的损失会使整批生产材料变成废料，其代价高昂。在某些连续的集成挤压工序中出现故障，不仅会导致成品的批量损失，而且会导致严重的机器损坏。例如，如果加热功能故障或电机控制器处于离线状态，设备可能会被原材料堵住。在当今的整个工业过程中，电力供给朝着多源头趋势发展，所以工厂管理中要考虑到全面有效性。既可以使用从两个或更多变电站馈送出的电源，或者也可通过发电机或废热发电厂发电的形势实现现地电力生产。在信息技术领域中，人们对电力质量的要求相当严格，但从总体来说，生产领域对电力质量的要求越来越接近信息领域的要求水平，因为电力问题会产生严重的生产损失。考虑到用于工业行业中的负载具有关键性和多样性的特点，为这些负载提供电力支持的UPS要能够在工业环境中运行且性能强健，所以ActivePower公司的集成飞轮CleanSource UPS作为基准贯穿本书。
工业电源质量和可靠性问题
美国电力研究所（EPRI）有关美国再发性电力问题的研究表明，有超过90%的生产设备将遭受市电电压超过20%骤降情况的影响。研究中也统计了电压骤降幅度超过10%的发生次数，大约每年会发生30次。发生在电网的任何地方的自然现象和随机事件都会引起电力干扰，结果会导致用电点输入电源端发生电力干扰。在此也应该考虑到电力完全中断情况，在全世界范围，这种情况的发生频率具有不确定性。即使在美国这样电源质量相对稳定的国家里，电力完全中断情况也会随地区不同而有不同发生几率：
•同暴雨少发地区相比，雷击多发区会发生更多次数的电力中断情况。
•同与变电站短程连接的设备相比，长馈电线路末端的工业企业更易遭受断电风险。
•因为设备老化或疏于维修，城市或郊区的老建筑可能会经受更高的电力故障率。
总之，那些对电源有高可靠性要求的设备，其平稳运行需要电力设施支持。如今的公共市电电网提供不了这种高可靠性的电源，而且，在将来，随着例如对电力管制放松等因素的影响，市电的可靠性肯定会下降，人们已经普遍认识到市电电源的可靠性问题。美国电力研究所提出了“蓝图启动”纲要，作为供电基础设施需求的一部分，美国电力研究所提出：现行的辐射状、机电控制的电网需要转换成电子控制的电网，“聪明的电网”可满足不断升级的市场竞争需求，即按需求比例调节、能够处理复杂事务并保证电源质量。美国每年在可靠性和电源质量等限制因素上的花费超过300亿美元。系统升级不是奢侈行为，更不是未来发展的“可选项”，而是提高生产力的必选项。只有系统升级才可确保8万亿的工业生产活动和美国经济全球竞争力正常运转。但这个项目却被定为50年的努力目标，这绝对是个坏消息，因为缺乏可靠的电力支持，美国企业将陷于严重的生产局限之中。
工业设备的限制因素
随着时间的推移，各工厂在使用数字化机器进行操作及过程控制中，积累了各种各样来自不同生产厂商的硬件。每一大类硬件都有其专门的电力限制要求、独特的设计和应用功能。许多植入式独立操作的电脑和网络服务器会有建议性的电源抗干扰“设计范围”,计算机与商用设备制造商协会(CBEMA)公布了“设计范围”曲线-见图2。尽管它在对比保护能力方面提供了有用的工具，但这只是个推荐标准，并不是绝对的标准。其他标准过程控制设备，如各种程序逻辑控制器（(PLCs)并没有共同的电源抗干扰推荐标准，所以每个供应商的建议指标可能会有所不同。对于集成控制器/机器设备来说，必须从每个生产商处获得专门的电源抗干扰说明，但是作为参考资料，他们可能会同CBEMA曲线中的内容重迭。
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