UPS远程监控系统论文

UPS远程监控系统论文（精选7篇）

UPS远程监控系统论文 篇1

蓄电池作为电源系统交流停电时的直流后备电源, 担负着在停电和故障状态下为各种设备及直流操作机构提供不间断供电的重任, 蓄电池目前的维护现状, 不能很好地起到电源最后一道保障手段的作用。目前, 数据业务的发展日新月异, 如何确保数据业务的承载介体———网络能安全平稳的运行, 通过大量的网络实际运行数据可以看出, 后备电源的运行能力极大的影响了网络的安全平稳运行, 因此针对蓄电池的后备全生命周期, 如何使蓄电池资源“智能化”从而对其运行能力达到全局性有效管理, 确保网络的运行能力, 为建立“准确、高效、精细、节能”的管理所带来的切实帮助, 显得更有价值。但是连号称“免维护”的阀控密封式铅酸蓄电池也存在着不少问题, 其中比较突出的一个现象就是硫化, 直接影响蓄电池的寿命和供电能力。

1 传统测试维护方法及弊端

目前对蓄电池推崇的维护方法是对所有的蓄电池组严格按照维护规程进行定期的全容量放电试验, 以期确切了解各阶段蓄电池的剩余容量, 防止蓄电池的活性物质老化。全容量放电试验确实是最精确的检测蓄电池剩余容量的方法, 但也是最复杂最耗时的方法。在蓄电池组数量不断增加, 种类也比较多, 维护人员又不断精简的形势下, 这种维护方法的弊病逐步显示出来, 主要表现在:

日常只是简单的用万用表测量一下各单体的浮充电压来判断电池性能的好坏。而测量各单体电压已经被实际证明是难以判断各单体电池质量是否正常。实际情况是蓄电池组处于浮充状态时, 蓄电池的质量已经出现问题了, 它的端电压还是正常的。同时, 对于维护技术人员工作量大, 耗时耗力。

日常维护也是排查隐患而不是全程监管, 所以当发现该组蓄电池有质量问题时, 可能问题早在半年前就存在了。也就是说即使非常严格的按照维护规程进行着维护, 仍然无法确保在用蓄电池的性能良好, 保证通信网络的顺畅运行;

定期对蓄电池进行放电测试。放电测试的方法主要有两种: (1) 离线放电, 将并联系统上的电池组, 逐一脱离后, 接上智能假负载进行放电; (2) 在线试探性放电, 调整整流器输出电压到一定保护值, 让并联电池组一起对外供电。离线全容量放电测试存在严重的安全隐患问题, 操作不当会对系统供电安全造成严重的影响, 同时严重浪费能源, 而且放电结束后被测蓄电池组和系统存在巨大的压差, 回接系统相当困难且危险。而一些单位采用定期的在线试探性放电测试, 虽然这种在线试探性放电测试相比离线放电测试, 操作较简单, 也没有电能的浪费和电池组回接困难的问题。但是在线核对性放电测试是将系统电压降低, 系统上所有的电池组同时对实际负载放电, 如果市电停了, 系统上就没有满容量的电池组, 同样存在巨大的安全隐患问题。而在线核对性放电测试放电深度不够, 且放电不恒流, 不能准确的测试出蓄电池的剩余容量, 达不到检测蓄电池性能的目的, 给系统维护留下安全隐患。

2 新型维护管理体系基本思路

新型电池管理维护模式:单节电池在线养护消除硫化差异化补充能量→补充能量提升整组电池性能。让每节电池性能恢复到最佳状态。减缓电池劣化速度延长电池使用寿命。利用综合数据网通过在线监测系统全程记录电池特性变化, 从这些数据曲线可以看到电池性能是优化提升, 还是有故障隐患的端倪, 在线测试捕捉到隐患信息后主动告警, 提供准确的维护信息, 把隐患消除在萌芽状态, 实现蓄电池供电的安全可视化和智能管理。

3 UPS在线监测及远程在线充放电

本案研究实现目标如下:

(1) 提出蓄电池剩余寿命评估方法, 智能在线除硫活化, 消除电池劣化, 提升电池容量, 智能在线主动均衡, 提高单体电池均匀性, 延长蓄电池运行寿命;

(2) 开发出蓄电池远程核对性放电硬件;

(3) 开发出UPS蓄电池组现场监测硬件;

(4) 提供智能巡检及决策管理平台软件, 实时监测蓄电池组各单体性能, 将各项实时精细化网络监控, 准确甄别蓄电池组单体劣化程度, 预警劣汰单体, 预防事故, 集中管理、系统维护, 实时显示每站蓄电池组各单体状态, 以及远程监测蓄电池的运行环境与告警;

(5) 满足且不限于有远程控制蓄电池组在线放电, 进行容量核对的功能, 可通过算法分析蓄电池组剩余寿命;

(6) 通过数据变化分析判断蓄电池组的状态变化以及每支蓄电池的状态变化。

拓扑组网图为图1。

根据本方案能实现蓄电池在线网管的实时监控和充放电状态, 通过系统可快速发现劣化蓄电池, 准确甄别电池劣化程度、及时预警电池故障隐患并给出合理的维护指导建议, 将事故被动告警变为主动预警, 提高运行设备供电安全;放电、充电程序都是设定后自动完成的, 而且在所有动作完成以后, 被测电池组与用电设备之间处于正常导通状态。所以全在线测试可以大大降低维护人员的工作强度, 并提高工作效率。

4 UPS蓄电池智能在线监测维护及智能管理

蓄电池智能在线监测维护管理系统首先是解决电池的硫化问题, 电池储运过程及长期浮充导致每节电池上积淤的硫化结晶是严重的, 在线养护设备把极板上的硫化结晶在线逐渐消除, 使参与充放电的活性物增多, 等同于单节电池的内阻降低, 每节电池内阻降低电池组内阻自然降低, 整流模块因电池组内阻降低便有可能通过电池组这个大回路有效补充能量, 在线养护仪对每节电池都有独立的充电回路, 各单节电池因内阻降低差异化补充能量, 大回路和若干个小回路同时对电池补充充电的工作机理能保证每节电池处于完全充饱的荷电状态。值得一提的是常规充电对已经硫化结晶的电池无效, 本案采用以时序交叉的方式实现消除硫化和补充充电。这样的机理把在线维护设备安装前积淤的问题解决了, 且此工作机理始终处于在线工作状态, 可以有效保障电池处于最佳状态。

实时监测蓄电池组各单体性能, 将各项实时精细化网络监控。

准确甄别蓄电池组单体劣化程度, 预警劣汰单体, 预防事故。

智能在线除硫活化, 消除电池劣化, 提升电池容量。

智能在线主动均衡, 提高单体电池均匀性, 延长蓄电池运行寿命。

集中管理、系统维护, 实时显示每站蓄电池组各单体状态。

远程控制蓄电池组在线放电, 进行容量核对。

系统拓扑图为图2。

通过基于大量在线监测数据和历史数据分析运用, 建立UPS电池管理智能系统实现以下功能:

定期输出电池体检报告, 及时掌握电池运行状况;

值班员工每天在信息通信网络监控室实行远方巡检;

及时发现异常, 告警并短信通知运维人员;

实现远程在线充放电;

实现全寿命周期管理, 在可控情况下延长蓄电池使用寿命;

对不同厂家的电池建立运行数据库, 开展性价比评估;

机房环控、报警;

建立基于现代电池技术及电力系统应用要求的运行维护标准。

5 结束语

信息通信网络已成为电力企业内部的神经网络, 支撑企业正常运转和安全生产, UPS后备电源被广泛使用, 信息通信机房分布各变电站.本文着重针对传统UPS蓄电池运行维护存在的问题进行分析, 提出采用在线监测及远程充放电技术, 实现可视化管理, 建立智能管理系统, 延长蓄电池使用寿命, 提高UPS供电可靠性, 探讨建立基于现代电源技术的UPS蓄电池运行维护标准。

摘要：电力系统信息通信机房遍布各变电站、通信站、办公楼, UPS蓄电池安全可靠运行对保证电力信息通信系统正常运行非常重要, 一直以来对蓄电池维护“有心无力”, 无论是人力还是财力投入运行维护都不够, 且维护工作还停留在原始的“人扛马驮”时代, 任何检修测试都要人员去现场, 站点至各站点之间的往返交通占用大量工作时间, 维护工作效率较低;维护方式是例行检修或者事故发生后进行处理, 是被动的维护方式, 无法预判和预防;维护修基本上是靠维护人员的经验判断, 没有很好的监测手段和办法, 人为因素较大, 巡视质量参差不齐, 故障隐患难以发现, 造成事故事后方知。所以笔者所在团队出于这样的背景并对近年发生的事故进行分析, 对蓄电池在线养护及智能管理技术方案提出探讨, 并建立基于新一代电源技术的运行维护标准。

关键词：蓄电池,在线养护,远程充放电,智能管理,探讨

参考文献

[1]苗莉, 朱德庄.国外蓄电池文献摘要[J].蓄电池, 1980 (02) .

[2]耕耘.蓄电池要这样维护保养[N].中国汽车报, 2000.

浅谈UPS系统的维护 篇2

关键词：UPS,电源原理维护

1 UPS的定义

UPS也就是我们通常所说的“不间断电源”;其实, UPS不能算是严格意义上的电源, 它的功能是实现两路电源相互不间断地切换的设备;它并不能依靠转换能量来产生电能, 它只是一种能够让两路电源无缝切换的电气装置。

2 UPS的作用

使两路电源能无间断相互切换;将市电闪断、电压不稳、谐波、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前, 即使得负载不能对电网产生干扰, 又使得后端的负载不被电网中的干扰影响;稳压作用输出电压可选;稳频作用输出频率可选;UPS的电池贮存一定的能量为负载提供一定的后备供电时间, 在市电停电或闪断时继续提供电能保持负载工作正常。

3 UPS的工作方式

正常在线运行方式, 为负载提供所有的电能通过镇流器和逆变器的双重转换为负载提供纯净而稳定的电能, 并且对电池充电;电池工作方式, 当UPS主机监测系统检测到市电供电不稳定并超出UPS允许的范围, 或者交流输入电源发生故障时, 负载由蓄电池通过逆变器供电;旁路工作方式, 当逆变器停止工作时, 保证不间断地把重要负载转换到旁路交流电源上。如果UPS恢复到正常运行, 会自动地转回到逆变器运行;维修旁路方式, 作维修用的手动旁路开关可以隔离逆变器输出和自动旁路。它可以用作测试或修理UPS时不中断负载的运行。

4 UPS的维护

我单位使用的是法国梅兰日兰公司Galaxy PW型号60k VA双重转换式UPS, 该UPS系统主机为三相三线输入和三相三线+零线输出, 使用气体回收式密封铅酸蓄电池, 监控液晶屏幕能显示设备的各项参数及出现故障时的告警信息, 方便值班员翻看了解UPS的工作状态和出现的故障原因。该机型还拥有远程通讯功能, 我们充分发挥UPS主机提供的远程监控管理功能, 利用电脑与UPS主机上RJ45网络接口进行远程实时通讯, 可使用网管系统对其进行实时的数据监控及数据采集, 数据包括:UPS输入/输出的相/线电压、电流、负载率、功率因数、电池容量、电池电压、电池温度、电池剩余时间等各项参数, 值班员可以通过电脑远程查看当前运行状态和接收故障告警。通过这种智能化的管理手段, 最大限度的方便了值班员对UPS主机运行动态的了解和故障隐患提前发现, 同时也减轻了值班员的工作压力与劳动强度。该型UPS电源虽然可靠性比较高, 但是日常的维护也十分必要的, 是保证UPS电源工作状态良好的重要基础。

4.1 机房的环境维护

UPS电源主机对环境温度要求不算太高, 0℃~35℃都能正常工作 (40℃连续运行8小时) , 但因为密封铅酸蓄电池对温度的要求比较高, 最好的工作温度为25℃, 根据相关数据显示温度每超过最好的工作温度10℃, 蓄电池的使用寿命就会缩短50%, 而且技术特性都会随之下降, 所以降温措施是UPS机房必须具备的, 不然主机运行所产生的热量, 会使得机房内温度快速上升, 如果环境温度超限, UPS就会告警, 并且逆变器会停止运行。因此我单位UPS机房使用空调将机房环境温度常年控制在25℃确保UPS主机与蓄电池在适当的温度下工作, 保障UPS系统的正常工作。并保证UPS机房干净整洁, 无鼠患。

4.2 主机维护

UPS电源主机属于重要的供电设备, 我们在没有UPS电源厂家工程师现场指导的情况下, 禁止私自开启机柜, 一般情况下UPS主机的维护量并不太多, 维护工作主要集中在技术参数测量这一块, 其次就是检查各连接线有无松动和接触不牢的情况, 以及防尘和除尘。

每月我们都会对UPS各项输入、输出等参数进行测量, 比对测量值是否在正常范围, 同时将测量值与监控液晶屏的显示值进行对比, 查看实际测量值与显示值是否存在差异。维护检修时可通过目测、听、用纸条靠近散热风扇看是否有风流动来对确定风扇工作是否正常。如果存在问题需要及时更换。

4.3 电池维护

虽然现在UPS电池都采用免维电池, 但也只不过是免去了定时添加蒸馏水的工作流程。但非正常工作状态对电池造成的影响没有变, 电池的维护检测工作仍是非常重要的, UPS电源的绝大部分维护检修工作集中在电池部分。掌握正确的使用与维护方法对UPS电池是有百利而无一害的, 既能延长蓄电池的使用寿命, 又可以使UPS电源发生故障的概率下降。

4.3.1 电池外观检查

在日常工作中我们要求值班员会查看电池的外壳有无裂缝、破损及泄漏的现象, 经常擦拭蓄电池表面, 保持清洁, 以防极间短路。并查看电池连接线及接线柱是否存在无锈蚀现象。

4.3.2 电池放电

每季度对电池进行放电前, 确认电池编号, 测量电池组总电压, 然后按照编号顺序依次测量各单体电池浮充电压并做好相关记录, 然后关闭UPS市电输入开关开始进行放电, 到达放电时长后使用万用表再次测量总电压及各单体电池电压并记录数据, 此时被测电池端电压在12V左右为正常, 如若被测电池端电压低于11.2V, 则判断为落后电池, 针对落后电池我们会在第一时间进行更换。适当的充放电不但能将电池激活, 还能检验UPS电源的工作状态是否正常, 但是电池在放电时千万不可深度放电, 电池放电的程度越深, 循环使用次数就会越少, 对电池使用寿命非常不利, 还有就是放电结束要即时恢复充电状态。

4.3.3 电池内阻检测

UPS电池内阻在1~10mΩ这个范围之内一般都是性能良好的, 如果电池内阻变大, 那么电池容量就必然减小, 实际放电能力必然降低。检测电池内阻是否正常的简易方法是, 用一节确定内阻正常的电池和怀疑内阻变大的电池串联充电, 在充电过程中测量两节电池的端电压进行对比, 根据内阻越大电池充电电压越高的特性, 就能大致判断电池内阻, 不能使用万用表的电阻档直接测量检测蓄电池内阻。

UPS系统的故障与分析 篇3

UPS的发展经历了初期的旋转型、60年代可控硅静止型、80年代巨型功率晶体管 (UR) 静止型, 到了90年代绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 制成的UPS, 其技术性能在不断提高, 在通信电源系统中的地位和重要性也在逐步提高, 现在已经成为通信电源日常维护的一个重点。UPS由于其效率高、损耗低、供电质量可靠、故障率低、维护容易等特点而被广泛应用, 本文就其含义、分类和常见故障及处理方法进行逐一介绍。

2 UPS概述

2.1 定义

UPS (Uninterruptible Power System) , 即不间断电源, 是一种含有储能装置, 以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时, UPS将市电稳压后供应给负载使用, 此时的UPS就是一台交流市电稳压器, 同时它还向机内电池充电;当市电中断 (事故停电) 时, UPS立即将机内电池的电能, 通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电, 使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

2.2 分类

UPS由整流模块、逆变器、蓄电池、静态开关等部件组成, 除此还有间接向负载提供市电 (备用电源) 的旁路装置。按照电路主结构分类, UPS分为四类:后备式、在线式、在线互动式、双逆变电压补偿在线式;按照后备时间, UPS分为标准机 (配备有内置的电池组) 和长效机 (需外接电池组) 两类;按输入输出方式, 分为三类:单相输入/单相输出、三相输入/单相输出、三相输入/三相输出;按照输出波形, 分为正弦波和方波两类;按输出容量分为微型 (小于或等于1KV A) 、小型 (大于1KV A, 小于或等于5KV A) 、中型 (大于5KV A, 小于或等于30KV A) 、大型 (大于30KV A, 小于或等于100KV A) 四类。

3 UPS系统常见故障及其处理

3.1 在市电正常的情况下, 开机以后UPS可输出220V交流电, 但处于电池逆变状态。

故障原因:可能是由于连接UPS的馈电线路, 包括各个接点、接插座等接触不良导致交流输入不畅通。处理方法:测量UPS交流输入端是否有电。若无电, 则检查交流配电盘至UPS之间的线路、接点、空开、保险、插座是否处于正常状态, 凡连接不正常者进行处理。

3.2 UPS安装完毕, 合上电闸或打开UPS“开”键, 会烧保险或跳闸。

故障原因:可能是UPS交流输入的三相接错如零线或火线接到UPS地线 (机壳) 上或者输出的三线接错。处理方法:检查火线、零线和保护地线连接情况。

3.3 开机后UPS显示和输出正常, 但接入负载立即停止输出, 并且“逆变”灯灭, “旁路”灯亮。

故障原因: (1) UPS严重超载或输出回路短路; (2) 没有按照负载从大功率设备到小功率设备的开机顺序启动负载所致。处理方法: (1) 减轻负载至合适量或查明短路原因, 常见的是输出转接插座发生短路或者设备损坏后发生输入短路故障; (2) 关断所有负载, 重新启动UPS, 待UPS稳定后, 先启动大功率设备, 后启动小功率设备。

3.4 开机后UPS工作正常, 但经若干时间后UPS自动关机。

故障原因:可能是电池组放电后没有及时充电, 并且工作在电池逆变供电状态使UPS发生欠压保护。处理方法:及时关上所有开关, 并在市电恢复正常时重新开机对电池充足电, 确保电池不欠压。

3.5 UPS开机后工作一段时间, 输入显示正常, 但蜂鸣器间歇性鸣叫, 同时显示电池欠压。

故障原因:这种现象可能是由于市电电网电压太低所占致, 市电电压以低于165V, 使得UPS处于电池供电终因电池欠压而保护。处理方法:可采用适当提升输入交流电压, 或加一级交流稳压器, 将交流电压提升到UPS的输入范围即可。

3.6 面板指示灯全部不亮。故障原因:显示控制板连接不良或故障。处理方法:检查显示控制板连接情况, 或更换显示控制板。

3.7 UPS开机工作正常一段时间后, 市电停电时, UPS无输出。

故障原因: (1) 可能是电池故障; (2) 可能是电池充电电路故障, 平时无法对电池充电; (3) 电池连接线未接好或接线端子接触不良。处理方法:应检查电池组的端电压、电池组至主机的连接线、检查电池充电器是否良好。如果系电池故障, 则更换电池或对电池进行必要的容量恢复出理;如果系充电器故障, 处理或更换充电器。

3.8 UPS蜂鸣器长鸣, 故障灯亮, UPS转为旁路供电。

故障原因:这是典型的逆变器故障, 可能的原因是:输出负载过载或短路UPS自动关机保护;过载造成高速保险丝熔断;驱动板或功率管故障;主控板故障。处理方法:检查负载、检查高速保险丝、检查驱动板或功率管。

3.9 UPS与电脑负载操作之下, 一切均正常, 但停电后, UPS正常运行而电脑死机。

故障原因:接地不良, 零线与地线浮动电压太高引起电工作不正常。处理方法:检查UPS保护接地是否良好, 对接地线进行必要的处理。

3.1 0 UPS在运行中频繁地转换到旁路供电方式。

故障原因:这可能是由于输入电压及频率变动过大所致, 或者是由于UPS所带负载过大, 而且后面有冲击性负载频繁启动所致。处理方法:检查输入电压及频率情况, 按照正确的方式使用UPS:一是UPS启动后, 所带设备按照功率从大到小的顺序依次启动, 二是UPS总负载不要超过额定输出的80%。

3.1 1 UPS空载时正常, 但负载一开机, UPS随即发生故障, 转旁路供电。

故障原因:可能是IGBT驱动信号少一路。处理方法:检查IGBT驱动输出信号电压。

3.1 2 蓄电池电压偏低, 但开机充电十多小时, 蓄电池电压仍充不上去。

故障原因:从现象判断为蓄电池或充电电路故障。处理方法:检查充电电路输入输出电压是否正常;若充电电路输入正常, 输出不正常, 断开蓄电池再测, 若仍不正常则为充电电路故障;若断开蓄电池后充电电路输入、输出均正常, 则说明蓄电池已因长期未充电、过放或已到寿命期等原因而损坏。

3.1 3 在接入市电的情况下, 每次打开UPS, 便听到继电器反复的动作声, UPS面板电池电压过低指示灯长亮且蜂鸣器长鸣。

故障原因:根据上述故障现象可以判断出该故障是由蓄电池电压过低, 从而导致UPS启动不成功而造成的。处理方法:拆下蓄电池, 先进行均衡充电 (所有蓄电池并联进行充电) , 若仍不成功, 则只有更换蓄电池。

4 结束语

UPS已经成为了通信电源日常维护的一个重点, 针对UPS的常见故障, 要仔细分析其原因, 并使用恰当的方法处理故障, 从而降低和避免故障的发生, 有效地利用好UPS的各种功能。

参考文献

[1]李宏武.UPS故障分析[J].自动化应用, 2012 (7) .[1]李宏武.UPS故障分析[J].自动化应用, 2012 (7) .

[2]陈虹.UPS故障检修与分析[J].医疗设备信息, 2002 (17) .[2]陈虹.UPS故障检修与分析[J].医疗设备信息, 2002 (17) .

[3]赵鹤鸣, 贺利群, 周志信.UPS电源系统故障分析与处理[J].河北企业, 2011 (9) .[3]赵鹤鸣, 贺利群, 周志信.UPS电源系统故障分析与处理[J].河北企业, 2011 (9) .

[4]马吉安, 常洪欣, 史胜营, 张俊鹏.UPS分类及故障分析[J].中国设备工程, 2007 (3) .[4]马吉安, 常洪欣, 史胜营, 张俊鹏.UPS分类及故障分析[J].中国设备工程, 2007 (3) .

[5]张元林, 赵红.UPS供电中断故障分析及研究[J].机械制造与自动化, 2001 (6) .[5]张元林, 赵红.UPS供电中断故障分析及研究[J].机械制造与自动化, 2001 (6) .

[6]孙玲, 黄兰英.UPS故障处理与运行维护探讨[J].电力系统通信, 2009 (5) .[6]孙玲, 黄兰英.UPS故障处理与运行维护探讨[J].电力系统通信, 2009 (5) .

海洋平台UPS系统的研究 篇4

随着人类的科技进步及能源需求的不断增长, 海洋石油已逐渐成为人类未来能源的主要来源, 而海洋钻井平台是海洋石油勘探开发的最重要载体, 平台自身重要设备的供电安全对海洋平台安全运行意义重大。当平台在海上作业而出现发电机停车断电故障时, 海洋平台不间断电源 (Uninterrupted Power Supply简称UPS) 系统可以及时介入成为平台重要设备的保障电源, 并可为平台其他设备进行再启动提供重要支持, 进而可以保证平台设备和人员的安全。

1 UPS系统的组成

UPS系统即不间断电源系统, 其可以有效保证平台重要设备获得有限时长的不间断电源供电。其主要由以下三部分组成:

1) UPS主机。该主机主要包括将交流电整流为直流电的整流模块 (即充电器单元) , 还有将直流电逆变为较高质量交流电的逆变模块, 以及其它转换开关和监测仪表等控制单元。

2) 蓄电池组。该蓄电池组主要是为UPS系统提供电能的存储。蓄电池组的容量应该与负载的实际需求相匹配。目前海洋平台所配蓄电池多为镍镉型或铅酸型蓄电池。

3) UPS分配电板。该分配电板主要为平台各种重要负载进行分配电, 并且该分配电板还具有一定的开关保护功能。

2 一般UPS系统的类型

根据UPS系统与负载设备联接方的不同, 其一般可以分为以下三种类型:

1) 后备式UPS系统。该类型UPS系统主要指当系统正常运行时, 负载由旁路 (即未经处理的主电源) 供电, 当旁路供电故障或者输入电源超出预计限值时, 负载转移至逆变器供电。但该装置供电转换将导致负载出现短时断电的现象, 其一般断电时间为2~10 ms。后备式UPS系统示意如图1所示。

2) 互动式UPS系统。该类型UPS系统主要指当系统正常运行时, UPS逆变器或电源接口向负载供电。当输入电源超出预先设定的电压和频率限值时, 负载转由储能装置供电。互动式UPS系统示意如图2所示。

3) 在线式UPS系统。该类型UPS系统主要指当系统正常运行时, 负载由逆变器供电, 当主电源故障时, 负载转由蓄电池经逆变器供电, 因此主电源故障或超出预先设定的电压和频率限定值时系统可实现不间断的持续工作。在线式UPS系统示意如图3所示。

3 典型双转换线性UPS系统的研究

对于海洋平台而言, 无论是后备式、互动式、在线式UPS系统都可以作为其UPS系统的配置类型。但对于主流先进平台而言, 平台重要负载一般要求其UPS系统能够提供高质量、高稳定性以及低失真的电源保障。本文介绍一种典型双转换线性UPS系统, 该系统属于一种改进型在线性UPS系统, 其可以满足海洋平台重要负载的此种需求。双转换线性UPS系统示意如图4所示。

其具体的工作原理如下:

1) 正常供电运行。即UPS系统外部主交流电源供电正常且在UPS容量限定范围内时, 系统双转换线路 (整流器/充电器、逆变器) 向负载供电。其具体过程为:海洋平台主交流电源输入到UPS系统整流器, 之后系统整流出直流电并输入到逆变器, 同时该直流电还输入到电池进行浮充模式充电, 最后逆变器再为相关负载提供高质量、高稳定、低失真的不间断电源。

2) 电池供电运行。当UPS系统外部主交流电源供电故障或者电源参数超出限定范围时, 逆变器将自动与整流器断开, 并通过并行连接的电池为逆变器提供直流输入, 逆变器再为相关负载提供高质量、高稳定、低失真的不间断电源。同时, 电池与充电器也断开连接。

3) 电池再充电。当UPS系统外部交流主电源由故障状态重新恢复到正常状态时, 整流器重新得电, 并向逆变器供电, 同时充电器也向蓄电池组重新充电蓄能。该状态下逆变器输出与正常状态逆变器输出相同。

4) 自动旁路。自动旁路也叫静态旁路, 当UPS系统出现过载现象或者停机故障时, 静态转换开关将不间断地将负载转移至旁路, 即应急交流输入供电。当UPS系统恢复正常状态后, 负载自动转换回逆变器供电。

5) 手动旁路。手动旁路也叫维修旁路, 当UPS系统逆变器出现故障需要检修而UPS负载又不能断电时, 合上手动旁路开关, 系统将隔离逆变器以及静态转换开关直接由应急交流输入供电, 此时维护人员将可以在负载不间断供电的情况下对UPS进行测试和维修操作。

4 结语

本文通过对海洋平台UPS系统的描述, 介绍了UPS系统的组成与类型, 并进一步阐述了一种典型双转换线性UPS系统的组成及工作原理。该系统可以有效保证平台重要设备获得有限时长的高质量、高稳定性以及低失真的不间断电源保障, 进而可以保证整个平台重要设备和人员的安全。本文通过对海洋平台UPS系统进行分析和研究, 为相关工程技术人员提供有益参考。

参考文献

[1]王锦松.浅谈目前海洋钻井平台技术与未来发展趋势[J].百科论坛, 2012 (7) :363-364.

[2]CCS海上移动平台入级规范[S].

[3]王忆.UPS不间断电源的原理与维护[J].电源技术应用, 2014 (3) :8.

[4]CCS钢制海船入级规范[S].

UPS远程监控系统论文 篇5

节传机房目前担负着节目源接收、传输的重要职责, 而弱电间内的设备包括了大部分的核心设备, UPS是为这些核心设备提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。一旦UPS发生异常没有及时处理, 会对安全播出构成隐患。因此, 当前我们需要一个可以实时监测UPS状态, 并对UPS的状态异常进行报警的方案, 而该方案就是在这个背景下产生的。本方案对节传机房弱电间及500机房内的伊顿DX-RT UPS设备采取集中式监控的方法, 通过一台计算机连接到串口服务器与各个UPS的串口间进行通信, 从而达到与各个UPS进行通信的目的。

2 监控系统设计构思

(1) 对串口接收到的信息进行分析, 将需要的参数显示在软件界面。

(2) 当接收分析后的参数低于或超过设定的阈值, 软件将通过界面提示和声音报警提示管理人员。

(3) 软件对市电或UPS的异常状态进行记录, 提供查询功能。

(4) 软件提供初始化工具, 管理人员能够根据实际情况调整一些参数 (包括轮询UPS的时间、各个UPS所对应的串口号、软件界面字体的大小, 告警提示的声音等) 。

(5) 具备实时性, 准确性, 可兼容性和简洁的界面。

3 总体设计思路

软件采用C语言开发, 图形界面使用GTK+图形工具开发。由于软件有实时性的要求, 但是该UPS串口最高的传输速率为9600bps, 每台UPS发送并接收完所需的命令字和反馈字的时间约在10s, 因此软件的通信模块采用多进程技术进行编写, 如此每台UPS的通信便互相独立, 从而将每台UPS的通信时间控制在可接受的范围内。此外还必须考虑到软件长时间运行的稳定性, 对内存的使用和释放, 对异常操作的鲁棒性。

使用串口服务器作为监控计算机的串口扩展来连接各个UPS, 相对使用多串口卡连接各个UPS可扩展性更强, 考虑到以后如果增加监控UPS的数量, 不需要对整体线路再做改动, 也无需再购买硬件, 另外针对RS232传输距离短的特点, 对于距离较远的UPS, 考虑到弱电间内已铺设光缆, 因此采用RS232-光纤转换器转换成光信号后再通过光纤进行传输。

4 模块功能简介

通信模块:负责发送命令字并接收回答的状态信息, 并对接收到的信息进行校验。

显示及声光告警模块:负责将通信模块得到的状态信息通过UI进行显示, 并对异常信息进行告警。

日志记录模块:对异常状态进行记录并保存为文件。

5 结语

监控软件与各个UPS保持实时通信, 及时的获取了各UPS当前关键参数的数据, 并通过软件界面显示出来, 使值班人员能方便掌握UPS状态和及时发现设备异常。同时监控软件也提供了查阅设备异常记录的功能, 为安全播出提供了良好的技术支持。

摘要：UPS即不间断电源系统, 是一种含有储能装置, 以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。UPS监控系统是伴随着UPS的发展而出现并发展起来的, 是UPS供电系统的重要组成部分。该论文使用c语言设计并实现了一套在windows xp环境下监控EATON DXRT系列UPS的软件, 可以实现对所有监控UPS状态的实时查询, 并在软件界面上实时显示更新, 及时对市电或UPS的异常状态进行声光报警, 缩短设备故障到发现的时间, 为及时处理故障争取时间。并提供异常报警记录查阅功能。

关键词：UPS,监控系统,EATON,DXRT,RS232

参考文献

[1]江荣彻, 何黔勇.大功率UPS在广播电视发射台的应用[J].数字传媒研究, 2015 (3) :55-57.

[2]杨鸿.C语言在Win CC语音报警中的应用[J].自动化应用, 2016 (3) :1-2.

UPS远程监控系统论文 篇6

关键词：UPS,网络监控系统,嵌入式系统,设计

前言:作为不间断电源, UPS近年来在计算机应用系统、电力系统以及工业生产控制系统中的应用日益广泛。尤其在电子技术以及网络技术的快速发展下, 使UPS在工作效率以及远程故障监控方面逐渐完善。但其中UPS监控系统传统构建采集体系所采用的主要为LON-WORK等总线结构, 使采集过程中的网络拓扑结构不具备较强的灵活性, 对此需要以ARM为基础对该监控系统进行设计以提高其稳定性与可靠性。因此, 对以ARM为基础的UPS电源网络监控系统进行设计分析具有十分重要的意义。

一、UPS网络监控系统的基本概述

提及UPS网络监控系统, 首先需对UPS进行分析, 其源于Uninterruptible power supply一词, 指为介于交流电网与负载间存在的电子装置, 能够使交流供电电源在发生故障的情况下保证对负载继续供电。在构成部分上主要包括整流器、逆变器、蓄电池以及静态开关等。而在长期发展过程中, UPS更倾向于向绿色无污染、智能化、小型化、高可靠性、电池管理的完善以及控制电路数字化方向发展。尤其在智能化技术中由于以往信号处理能力以及相关通信技术等因素的限制, 使其中的监控系统多采用模拟方式, 进而使模拟信号很难促进监控系统应用的发展。对此在实践研究中发现可在UPS网络监控中引入嵌入式系统, 其将计算机技术作为基础, 通过软硬件自身的可靠性以及功能性等使UPS网络监控系统更加完善。根据嵌入式系统的特征以及传统UPS监控系统的现状, 可将以嵌入式系统为基础的网络监控系统设计意义归纳为:首先, 监控系统可构建于存在网络的地方, 减少布线费用与维护费用。其次, 通过对中间环节如代理服务器以及网关的减少, 使安装难度降低。再次, 应用嵌入式操作系统后, 监控软件开始以B/S模式取代C/S模式, 用户操作仅需利用浏览器便可完成。最后, 通信信道利用效率以及设备的通信速率得到很大程度的提高[1]。

二、UPS监控系统设计分析

作为信息与控制网络相结合的产物, 网络监控系统本身以计算机网络系统为基础, 通过本地与远端的组成使其基本的软硬件能够满足现代自动化控制以及网络监控功能需求。在嵌入式技术的引入下, 使传统UPS电源监控中应用的现场总线技术结合现代Internet技术, 促进网络监控功能的完善。

2.1 UPS网络监控系统的具体分析

UPS网络监控系统在构成上主要包括现场控制与数据通信两方面系统, 在设计过程中要求现场控制系统能够稳定运行, 使用户通过访问Internet便能实现对系统运行的相关参数信息进行远程浏览并对其中需要改动的运行参数随时调整, 同时需注意UPS监控系统具备较强的安全性。对此设计中对该系统也提出了较高的技术要求, 如UPS电源运行参数可通过网络终端实现实时监控, 而且为其他操作功能如自动开机与关机或故障报警等得以实现, 需引入一定的接口, 使用户与UPS电源间通信能够满足网络监控要求[2]。

2.2 UPS电源与网络监控系统间的通信

监控系统的远程控制自动化得以实现很大程度上得益于现场总线, 由于对现场总线设计的标准并未统一且其自身具有较高的性能价格比, 在长期应用过程中逐渐产生CAN, 即控制器局部网。作为现场总线的一部分, CAN现场总线网与其他通信网存在较大的差异, 具体体现在:第一, 将全网广播作为基础, 目标地址不存于所传送的文件中, 而且能够通过多站接收等方式过滤其中无用的文件。第二, 注重数据安全性, 使控制系统满足数据可靠传输的基本要求。以往的监控系统中多采用集中式、分布式以及集散式监控系统, 尽管对信息的管理取得一定的成效, 但多存在处理数据效果不佳且效率较低的缺点, 所以为使用监控系统基本要求, 设计中选用以ARM为基础的处理器, 并以CAN协议为运行现场总线。另外, 在通信方式上, 所选择的方式也主要以CAN总线网络为主, 在系统中运行的原理主要指各从节点由主节点进行监控, 主节点在发布指令的同时也能对从节点处相关数据进行处理, 同时, 各从节点需在主节点指令的基础上将运行信息显示出来并将检测数据向主节点传输。此外, 节点间的串行通信主要由CAN接口电路负责, 可利满足CAN线路电阻的两只标准电阻[3]。

2.3网络监控系统与Internet的通信

在研究网络监控系统与Internet通信中, 常用的结构主要包括C/S与B/S两种结构。设计过程中可对二者进行比较应用, 如在安全性方面。C/S在控制信息安全方面表现的能力较为突出, 所以适合应用于高度机密的系统中。而B/S应用中采用的安全措施多集中在加密或身份认证等形式, 不具备较强的安全控制能力。在开发成本方面, 应用C/S需要操作人员具备较高的技术水平, 而且数据交互服务的实现应利用专门的服务器。相比之下, B/S应用的成本较低, 很大程度上只需利用浏览器与操作系统便能实现对信息的管理。另外, 在可重用性与可扩展性等方面, B/S自身独立的功能以及系统无缝升级都具备较强的优势。所以比较而言, 设计过程中采用的应主要以B/S模式为主, 可以促进监控系统的长远发展[4]。

三、UPS电源网络监控系统的硬件分析

以ARM为基础的网络监控系统设计过程中所涉及的部分主要包括ARM数字控制系统、以太网接口模块以及CAN总线接口模块等组成部分。在进行硬件设计过程中考虑的主要为处理器的选型、系统硬件电路设计以及设计中的关键问题等方面。

3.1从处理器选型角度

处理器选型中考虑的主要为ARM内核处理器, 其本身具有成本与功耗低、性能与效率高的优势。但需注意保证ARM微处理器在内核方面应根据用户的实际需求选择具有MMU功能的芯片或其他具备MMU功能的处理器。而且在系统工作频率方面应注重ARM微处理器所具备的处理能力, 以此为依据合理选择系统工作频率。另外除ARM微处理器外, 由于AMR芯片在不同领域中应用的特征不同, 所以可使其他功能模块进行扩展, 能在芯片中实现集成, 如IIS接口、USB接口等, 简化电路设计的同时促进可靠性的提高[5]。

3.2从系统硬件电路角度

设计电源电路中, 为使系统电源电路设计得以简化, 需注重系统输入电压满足一定要求。而且设计中也可引入NAND Flash接口电路, 其本身作为具有低成本与高集成度优势的存储器, 将ROM与RAM的优势集于一身, 能够防止掉电后出现信息丢失的情况。同时, 硬件中的单元电路可选择SDRAM, 其应用在微机处理系统中尽管不具备掉电后保持数据的性能, 但在容量、成本以及存取速度方面具有明显的优势。另外, 网络控制器的选择方面可以以太网接口模块为主, 使其无论在全双工模式或半双控模式下能够支持系统中相应的协议, 常见的接口卡芯片主要为CS8900, 利用实际的工作原理实现系统的电路连接。除此之外, 系统硬件设计中电源电路问题还需考虑到CAN总线接口模块以及人机交互的模块, 确保UPS控制系统设计能够保证系统电源的稳定性[6]。

四、UPS电源网络监控系统软件分析

4.1系统应用的软件技术

网络监控系统软件的设计主要为使远程现场监控的目标得以实现, 所以其软件技术要求主要体现在三方面, 即:检测UPS运行状态并对其中如断电、电池电压过低或温度较高等进行报警;系统管理中具备查阅、记录、转逆变等功能;可将系统的通信方式以及通信时间等进行设定[7]。

4.2监控系统软件设计关键问题

以ARM为基础的UPS电源网络监控系统设计过程中需注重系统中的一系列关键问题。具体包括:首先, 进行linux系统移植并构建系统开发环境。其主要体现在系统引导加载程序bootloader设计、linux系统移植以及交叉编译环境的开发等方面。其次, CAN接口模块的设计。设计中可引用MCP2510, 其能够将扩展后的信息帧进行发送或接收, 并具备管理信息与过滤接收信息的功能, 但引用过程中需注意对MCP2510寄存器函数进行读写, 分析驱动初始化部分以及实际操作函数。再次, 注重嵌入式系统中的QT图形用户界面。设计时可通过对QT开发工具以及GUI的分析进行GUI平台的搭建。最后, 嵌入式WEB SEVER与数据库SQLITE的设计。其中嵌入式WEB服务器要求与Internet保持连接, 实现远程数据的采集与监控。而数据库SQLITE设计的步骤主要通过构建后端数据库、制作页面与表单并完成GGI程序的编写[8]。

结论:以ARM为基础的UPS电源网络监控系统是促进监控系统应用完善的必然途径。通过文中的设计实践充分说明其能够实现监控系统的基本功能, 但需注意其采用的硬件与软件应满足系统的基本要求, 并引用B/S模式使系统在线监控得以实现, 这样才可保证UPS电源监控维护成本降低, 促进其安全可靠的运行。

参考文献

[1]周晓明.基于ARM的UPS电源网络监控系统的分析[D].安徽理工大学, 2010.

[2]赵鑫.基于ARM的UPS电源网络监控系统的设计[J].电源技术, 2014, 12:2408-2409.

[3]周晓明, 祝龙记.基于ARM的UPS电源网络监控系统的研制[J].电子质量, 2010, 04:15-16+22.

[4]王登峰.基于ARM9的UPS局域网监控系统研究与实现[D].华南理工大学, 2010.

[5]孙梦宇.基于ARM的电子负载网络监控系统的研究与设计[D].南京航空航天大学, 2010.

[6]李勇.基于Internet的UPS远程网络监控系统的研究与开发[D].湖南大学, 2003.

[7]邱勇.基于ARM的热浸镀锌实时网络监控系统的设计[D].西华大学, 2012.

数据中心的UPS系统配置 篇7

对于数据中心来说,保证数据业务可靠和稳定,IT设备的不间断供电和连续制冷将是所有人关心的问题。如何在保证可靠性的前提条件下更有效地提升UPS系统效率、节省损耗,不同UPS系统拓扑结构在根本上影响了系统效率。

比较传统的UPS配置方案有N,N+1,2N,DR,RR,2(N+1)等系统,对于N,N+1系统相对简单,而2(N+1)系统基本上是2N系统的延续,本文不再赘述,仅针对TierⅢ、TierⅣ级机房的UPS配电系统做深入的探讨。

2 Tier级别的划分

表1为Uptime Institute“Data Center Site Infrastr-ucture Tier Standard-2010”的相关要求摘要。

●一级(Tier I):单路径的电源和散热分配,无冗余组件,99.671%的可用性。

●二级(Tier II):单路径的电源和散热分配,冗余组件,99.741%的可用性。

●三级(Tier III):多个电源和散热分配路径,只有单路工作,冗余组件,可同时维护,99.982%的可用性。

●四级(Tier IV):多个工作状态电源和散热分配路径,组件冗余,容错,99.995%的可用性。

再来看一下各种系统的稳态可用性:

由表2中可以得到结论,2N、DR、RR系统均能满足TierⅣ级别稳态可用性的要求。其他配置ASTS的系统可以看作是以上三种系统的扩展,本文在此不多加讨论。

3 系统描述

3.1 2N系统

N按照GB50174的定义指的是基本需求,2N系统简单来说就是配置两组每组均能满足负载基本需求容量的UPS系统。正常运行时每组UPS带载50%以下,当一组故障时,另一组带全部负载。

优点:系统结构简单,为大多数人理解并成功运行,运维管理方便,对于运行操作人员要求较低。

缺点:UPS配置容量大,投资成本高,UPS经常运行在30%〜40%的低负载状态下,这时的UPS效率偏低(可参见下图),UPS损耗大,相应为UPS制冷的空调耗能也将增加。

3.2 DR系统

DR系统的全称为(Distribution Redundancy),顾名思义可称为分配式冗余。简单来说就是按照负载容量配置三组或以上的UPS系统,当一组故障时,由其余组UPS带全部负载。

以三组UPS为例,将负载均匀的分成三部分,每部分负载或由1、2组,或由1、3组,或由2、3组UPS供电,正常运行时每组UPS带载66.7%以下,当一组故障时,另两组带全部负载。

优点:由于负载率较高,UPS损耗较小;另外UPS相对容量的减少带来投资成本的降低。

缺点:由于强调分配的冗余,对于负荷来说最好每部分的容量要求分配相对均衡,尤其对于投入运行后,每次增加负载都要求针对实际负载平衡增加,UPS分配的组数越多难度成几何级数增加。

3.3 RR系统

RR系统的全称为(Block Reserve Redundancy),也可称为模块式冗余。简单来说就是每组负载由单独的UPS系统供给,另外设置一组UPS系统来给所有的带载UPS系统作为冗余备份。每组UPS均能满足负载的基本需求。

对于TierⅣ级别的配电系统要求是在任何故障下,仍能保留一组满足负载基本需求的系统,这样在任何一组UPS的故障状态下,由后备的UPS来继续支持负载的运行,当然我们所要考虑的只是容许一次错误。

另外在RR系统中应该特别注意的一点就是STS的使用,在主用UPS故障转用后备UPS供电时,为保证数据不丢失,应采用STS切换。

RR系统在实际运用当中,用一组给多组作为冗余备份,如果备份的组数太多将造成系统可靠性的降低,另考虑投资成本的合理性,建议采用一组给3〜4组作为备份比较合适。

优点:由于负载率很高,UPS损耗较小;另外UPS相对容量的减少带来投资成本的降低。

缺点:系统复杂,运维操作要求非常高;STS的应用使得投资成本增加,应和减少的UPS成本进行比较,综合考虑。

4 结论

在数据中心电气系统设计中,应根据使用方的需求,综合考虑建筑场地、投资成本、运维操作人员的技术水平等方面因素,灵活的采用系统构架,在保证可靠性的前提下,节约投资成本,降低系统损耗,打造绿色节能的数据中心。

摘要：本文概述了数据中心的UPS系统配置,针对2N、DR、RR三种系统的配置和优缺点进行探讨。

关键词：数据中心,UPS系统,2N,DR,RR

参考文献

[1]中华人民共和国工业和信息化部.GB50174-2008电子信息系统机房设计规范[S].北京:人民出版社,2009.

[2]UPTIME INSTITUTE,LLC.Data Center Site Infrastructure Tier Standard:Topology[S].