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UPS监控及放电系统方案


UPS远程集中监控及蓄电池放电系统的研究与设计
南宁迈世信息技术有限公司 技术部 李军海
摘要:UPS(Uninterruptible Power System)远程集中监控及蓄电池放电系统是通过硬件和软件技术,对UPS进行实时监控,了解UPS当前运行状态,以及对UPS蓄电池进行定期远程放电,保证蓄电池的使用寿命,同时采用集中管理的方式,对UPS设备运行信息进行集中化管理,达到及时准确发现设备故障及时处理的效果,使UPS设备可靠、稳定、高效的运作,对数据中心的稳定运行起到很重要的作用。
关键词:UPS远程集中监控;蓄电池放电;集中化管理
 
1 引言
       随着信息网络技术的不断发展,各类大、中型组织的网络信息化建设的设备资金投入日趋增加,其职能运行与计算机网络的结合日趋紧密。UPS作为电力设备系统正常运行的基础,一直以来是设备管理及维护工作中的一个盲区,为了弥补在供电系统方面的日常管理及维护工作的缺陷,实现UPS网络远程集中监控智能化管理的目的,提出了UPS监控系统的研究与设计,实现监控UPS的输入、输出电压,输入、输出频率,输出电流,电池电压,UPS主机温度等运行参数,以及对故障的实时报警及记录查询,达到对供电系统进行保护的目的,智能化管理将是当今UPS监控系统发展的一个趋势。
       本文介绍一种UPS远程集中监控及蓄电池放电系统,它遵循提前预警、防患于未然的设计思想,可以帮助运维人员有效查找UPS电源及蓄电池组的故障隐患。
2 系统整体设计方案
2.1 系统组网结构
 
图1 UPS远程集中监控及蓄电池放电系统结构图
 
       系统构架由设备层、传输层、应用层三部分构成。在设备层专用计算机上安装采集信息的客户端软件,通过采集软件采集UPS信息传输到网络上,应用层的终端服务器上集中管理不同区域上的UPS信息,维护人员在应用层终端查看各个区域UPS运行状态以及进行远程批量放电操作。
1.2 系统实现功能
(1)对UPS运行状态实时监测。
(2)远程对UPS蓄电池进行放电
(3)监控数据集中化管理
(4)提供丰富的事件管理响应联动接口
1.3 系统特点
(1)通用性 
       系统的设计适用于220V/10A 的UPS设备,符合国际工业监控与开放式设计标准。
(2)可靠性
       系统具有良好的电磁兼容和电气隔离性能,不影响被监控设备的正常工作。系统具有专家诊断功能,对于通讯中断、采集数据异常等能够准确诊断出故障点并及时报警。系统可连续工作365d×24h,采用工业级元器,提高可靠性。
(3)安全性
       系统有严格的密码管理,确保系统运行安全。系统及设备出现故障不影响被监控的其他设备正常工作和功能的控制,具有良好的安全隔离功能。
(4)丰富的事件响应接口
       系统具有丰富的事件响应接口,能与其他系统实现兼容,提供相关事件响应。
3 系统硬件设计
3.1 放电仪设计框图
 

图2 放电仪设计框图
 
       放电仪硬件由通讯模块、AC输入模块、AC输入/输出模块三个模块组成,AC输入模块主要是给485模块板提供电源,通过通讯模块给485模块板发送指令,控制AC输入/输出模块的通断,达到切断市电的目的,实现远程给UPS蓄电池进行充放电。AC输入/输出模块默认为常闭通电,即使设备硬件损坏也不影响市电供电。
3.2 放电仪安装图
 
图3 放电仪安装图
 
4 系统软件设计
4.1 集中管理终端
4.1.1 软件流程图

图4 集中管理终端软件流程图
 
       集中管理终端主要集中采集显示不同区域机台信息,实时更新,当某个机台出现告警或异常状态时,终端WEB页面将置顶显示,第一时间告知维护人员故障信息,及时处理故障信息。终端采集UPS信息包括当前UPS状态、输入电参数、输出电参数、电池参数以及当前告警状态等,通过集中分类管理,维护人员可查看任何机台实时信息。同时,维护人员可通过集中终端给UPS蓄电池批量进行远程放电,达到定期对蓄电池维护的目的,延长蓄电池的使用寿命。
4.1.2 WEB页面设计
       集中管理终端WEB页面设计主要分整体状态、分厂区、事件日志查询、实时监控数据查询、远程放电、系统管理六个模块,页面设计遵循维护人员使用习惯,界面清晰明了,操作简易,方便管理。如图5 所示。


图5 集中管理终端WEB页面设计
 
4.2 数据采集端
4.2.1 软件流程框图
图6 数据采集端软件流程图
 
       数据采集端软件安装在每个机台的PC机上,负责采集每个区域点UPS的运行信息,把信息上传给集中管理终端。数据采集端除了对UPS运行状态、输入电参数、输出电参数、电池参数等数据的采集,同时还提供UPS故障触发接口。当UPS发生告警或异常事件时,事件会第一时间上传到终端,及时告知维护人员,同时,还支持接入其他监控系统,触发事件一旦产生,可以响应其他监控系统进行相应的动作。
4.2.2 软件显示界面设计
       数据采集端软件主要分UPS状态、日志查询、应用设置三个模块。UPS状态主要实时显示输入电参数、电池状态、输出电参数等信息,同时对当前UPS蓄电池进行测试及放电操作,日志查询可查询到相关故障记录,应用设置可设置当前UPS的相关信息,方便区分管理,以及提供开放的事件响应接口。如图7所示。
 
 
图7 数据采集端界面图
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