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金融业机房UPS监控技术探究

来源:中国工商银行数据中心(北京) 作者:李崇辉 更新时间:2011-9-9 11:53:16

摘要:为了保障金融机构各类功能的大型计算机系统及外部设备7×24小时不问断地安全运行,就要求机房的环境设备(供配电、UPS、空调、消防、安防等系统)必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。因此,对机房环境设备及系统主机进行自动监视和科学管理是极其必要的。本文主要对为机房重要设备提供不问断供电的UPS,以及和UPS相配套的其他动力设备进行集中监控的原理、方法进行技术探讨。

  一、UPS监控、报警系统的重要作用
  
  作为提高电源系统质量的主要设备,UPS本身的可靠性、可用性是衡量UPS系统性能最重要、最根本的指标。优秀的UPS监控、报警系统不仅可以监视和控制UPS设备,并可在出现故障、异常情况时及时通知相关维护人员。一般来说,监视功能是给普通用户使用的,而控制功能是给具有特权的用户使用的。普通用户只能读取电源事件和数据信息,供用户分析、判断UPS故障。特权用户才可以对被监控的UPS进行诊断、测试、配置参数等操作。
  
  具体来说,实施电源监控的意义有以下几个方面:
  
  ①使用各种图形用户界面显示UPS的输入电压、输出电压、输入频率、输出频率、电池电压、输出电流等参数,以便系统管理员或用户掌握当前UPS的实时状态,确保在第一时间发现问题并采取相应的应急措施予以及时处理。
  
  ②通过监控系统可查看UPS的事件日志和数据日志,连续记录设备的运行和负荷情况,进行数据采集和报告生成,全面分析电源的历史状况,真正做到设备的预检预修。
  
  ③监控系统可实现无人值守时一旦发生严重电源故障,文件能自动保存并关闭系统,使已做的工作不会因电源故障丢失。
  
  ④通过软件和智能附件可以提高UPS远程监测功能,如远程检查UPS状态、远程查询UPS报警信息以及进行电池校正试验等。这些预防性功能都可以在UPS系统故障发生之前采取适当措施,提高UPS系统的可用性。
  
  ⑤可预定UPS的关机、重启和测试计划。
  
  二、UPS的通信接口分类
  
  UPS的智能管理与通信功能是通过各种通信接口实现的。用户的不同应用需要UPS提供不同的通信接口来支持。目前市场上主要品牌UPS可提供各种通信接口和智能附件,其中包括:
  
  ①串15通信接15。其接口形式有DB9、DB25或者RJll等,通信协议有RS232、RS485等。
  ②继电器通信接15。其接VI形式有DB25、接线端子等。
  ③网络通信接VI(InBand)。通过赋予UPS一个网络IP地址,将UPS接人用户局域网,同时支持TCP/IP、SNMP(SNMP是简易网络管理协议的英文缩写)等协议,接口形式有RJ45、BNC等。
  ④电话通信接口(OutOfBand)。配合Modem及电话线实现远程监控,接口形式为RJll。
  ⑤卜BUS通信接口。支持ModBus/JBus协议,可将UPS的管理集成到楼宇管理系统(BMS)。
  ⑥usB(UniversalSerialBus)接口。此通信方式等效于RS一232串口通信。
  
  三、UPS监控、报警系统的技术方案
  
  目前针对UPS可供选择的监控、报警方案很多,各具不同的优缺点和可行性,分析归纳起来有以下常见方案。
  
  1.辅助继电器方式
  
  干接点接口板综合报警,也就是通过机器本身辅助继电器模块接口,可以按常闭或常开使用每一个触点,一旦事先定义的触点正常状态发生变化,则表示有报警产生。将这些触点信号连接至相应的报警设备(如灯、警铃),就可以通过UPS的状态信号(如正常运行、旁路运行及故障报警状态等)以开关量形式及时通知用户。另外,也可以利用UPS提供的继电器通信口,增加继电器接口板(RIM,Relay Interface Module)或监控接触器模块(SCM,Supervisory Contact Module)连接相应的报警设备。如果UPS放置得比较远而UPS的峰呜报警不能立即听见,这种监控、报警就显得很有用。
  
  2.远程监控板方式
  
  这种方式是利用UPS提供的串行通信口(R232/485)连接远程监控板(RMP,Remote Monitor Pannel)监控UPS操作状态(显示信息可与UPS上LCD相同),同时使用指示灯和警报铃提供远程报警指示(如输入电压故障、电池电压低等)。远程监控板距设备的距离一般为150m(最长300m),适合安装在24小时有人值班区域,实现简单的UPS运行状态显示及报警功能。远程监控面板连接如图1所示。


  3.基于Modem/电话/寻呼方式的监控技术这是一种较容易实现的UPS报警及监控方案,使用单独电话线和Modem。当UPS在运行中出现异常状况时(如市电中断、电池快耗尽等情况),自动拨号就会通过设定的传呼或手机号码通知管理员UPS发生故障。此方案的不足之处在于,不能全面了解UPS状态,同时无法控制UPS,只能作为报警使用。基于Modem的监控方式如图2所示。


  4.远程监控服务中心方式
  
  由UPS提供商建立远程监控服务中心,为未安装监控系统的用户提供监控、报警服务。它通过调制解调器及电话线可在全球任何地点监测无限数量的UPS,管理用户设备,管理关键系统报警,进行远程诊断,提供信息报告。其连接方式是,将某区域或站点用户的几台UPS采用二线制RS485总线通信卡连接到一台主UPS,该主UPS通过通信卡和一根电话线(当然也需提供一个电话号码)与远程监控服务中心的PC机相连。PC上安装远程监控软件(Teleguard或Teleservice),同时配置2个Modem,一个连接远端UPS拨人的电话号码,另一个作为UPS报警时发送信息通知管理人员,实现4种实时的传送报警信息:拨打手机电话、短信SMS、传真和E—mail。该方案主要为UPS维护中心远程诊断UPS服务,监测距离不受限制。远程监控服务中心如图3所示。


图3远程监控服务中心

  5.基于串行通信方式的JBUS监控方式
  
  该方式利用集中监控通信接口卡JBUS/RS485,通过JBUS网络把多台UPS与Pc相连,Pc安装UPS监控软件放置在动力值班区域来监控UPS状态,并具有报警功能,同时可发送命令控制UPS(如关机、电池测试等)。
  
  J—BUS通信协议是MOD—BUS通信协议的子集,而MOD—BUS通信协议是在工业现场和楼宇自动化控制中最为常用的动力监控协议标准,支持总线多点方式,数据格式为帧格式,具有CRC校验功能。UPS标准配置的J-BUS通信协议的物理接口为RS232/RS485/RS422,其监控距离可达1.2公里、32个节点数。如果超出了这个限制,那么必须采用485中继器或485集线器来拓展网络距离或节点数。基于串行通信方式的JBUS监控方式如图4所示。


图4基于串行通信方式的监控  

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