一、UPS智能管理與通信的基本功能
智能化管理與通信功能系統(tǒng)由一系列UPS軟件、智能附件組成。借助于這些管理軟件和智能附件，不僅可以幫助系統(tǒng)維護(hù)人員了解UPS設(shè)備及整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，已經(jīng)發(fā)生了哪些問題，正在發(fā)生哪些問題，可能會(huì)發(fā)生哪些問題，還可以實(shí)時(shí)地完成系統(tǒng)管理功能，提高UPS及整個(gè)供電系統(tǒng)的可用性。這一切工作都可以自動(dòng)完成。
(1)UPS及電源系統(tǒng)潛在問題預(yù)測(cè)
這實(shí)際上是指UPS軟件、智能附件所具有的診斷和問題預(yù)測(cè)等功能。這些功能可由軟件、智能附件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可以由系統(tǒng)管理員人工操作完成，這兩方面是相輔相成的。一般而言，UPS軟件和智能附件可自動(dòng)定期測(cè)試UPS的主要部件如逆變器、充電器、電池的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)潛在的問題，它就通知系統(tǒng)管理員采取措施以防患于未然。同時(shí)，系統(tǒng)管理員也可以通過UPS軟件和智能附件遠(yuǎn)程檢測(cè)UPS的狀態(tài)。
(2)電源問題實(shí)時(shí)報(bào)警、遠(yuǎn)程診斷
這是指UPS軟件、智能附件所具有的事件通知和報(bào)告生成功能。這類功能可以將UPS供電系統(tǒng)已經(jīng)或正在發(fā)生的問題通過各種遠(yuǎn)程方式及時(shí)通知系統(tǒng)管理員，以便采取相應(yīng)措施，并將采集到的異常數(shù)據(jù)和事件形成報(bào)告供分析使用。顯然，如果系統(tǒng)管理員能及時(shí)得到事件報(bào)警或通知，并能根據(jù)所采集到的異常數(shù)據(jù)和事件形成報(bào)告，準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生的部位和發(fā)生故障的真正原因，就可以在一定程度上縮短故障修復(fù)和系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間。
(3)故障狀態(tài)及時(shí)反應(yīng)
很多情況下，有可能發(fā)生意想不到的問題。例如，某一地區(qū)因臺(tái)風(fēng)造成的停電要持續(xù)2天，而大多數(shù)單位配置的UPS電池只能供電2h，臨時(shí)增加電池絕無可能。這樣，在UPS電池電量耗盡之前，UPS軟件需要自動(dòng)安全關(guān)閉其保護(hù)的計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的完整性，從而來電后使系統(tǒng)可恢復(fù)，并且恢復(fù)時(shí)間最短。另外，如果UPS此時(shí)的負(fù)載不僅有服務(wù)器、路由器等關(guān)鍵TT設(shè)備，還可能有PC、顯示器、照明設(shè)備、傳真機(jī)、打印機(jī)等，則可以通過UPS軟件和智能附件遠(yuǎn)程操作將非關(guān)鍵設(shè)備如PC、照明設(shè)備、傳真機(jī)、打印機(jī)等關(guān)閉，而盡量使服務(wù)器等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間最大化。在很多情況下，這也是提高系統(tǒng)可用性的重要方法。
總之，UPS軟件和智能附件提供的可管理性能夠延伸系統(tǒng)管理員的功能，在很多情況下可以完成人工無法完成的事情。這樣，系統(tǒng)管理員可以在問題出現(xiàn)之前就將其消滅在萌芽狀態(tài)，問題出現(xiàn)后以最快速度進(jìn)行報(bào)警，以便維護(hù)人員及時(shí)采取措施，即使無人值守也可以自動(dòng)執(zhí)行保護(hù)功能。所有這一切，都可以在相當(dāng)程度上縮短故障檢測(cè)、修復(fù)及系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間，即可以提高系統(tǒng)的可用性。
二、對(duì)電源管理軟件和智能附件功能的具體要求
上述UPS智能管理與通信的基本功能的實(shí)現(xiàn)主要體現(xiàn)在電源管理軟件和智能附件中，而且電源管理軟件和智能附件要與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的主流操作系統(tǒng)平臺(tái)和網(wǎng)管系統(tǒng)有機(jī)集成。實(shí)際上，正是因?yàn)榕c計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有機(jī)集成，電源管理軟件和智能附件的作用才得以體現(xiàn)。對(duì)于電源管理軟件與智能附件功能的具體需求可以概括為以下幾個(gè)方面。
(1)自動(dòng)報(bào)警功能
當(dāng)UPS軟件與附件偵測(cè)到UPS系統(tǒng)故障時(shí)，可以通過電源管理軟件與智能附件自動(dòng)報(bào)警實(shí)時(shí)地通知系統(tǒng)管理員，可以使管理人員在最短的時(shí)間內(nèi)得到通知并采取相應(yīng)的措施，這已成為縮短故障維修和系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間的重要手段之一。報(bào)警方式有多種，包括電子郵件、尋呼、彈出式信息、聲音、手機(jī)短信等。
(2)系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)功能
當(dāng)UPS系統(tǒng)發(fā)生故障或電池能量將要耗盡時(shí)，UPS軟件與智能附件可以執(zhí)行定制化的數(shù)據(jù)保護(hù)功能，并可安全關(guān)閉應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫及操作系統(tǒng)，從而保證數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的完整性和可恢復(fù)性。另外，用戶還可根據(jù)實(shí)際需要定制其特定程序的自動(dòng)關(guān)閉功能。需要特別提出的是，有效的數(shù)據(jù)恢復(fù)手段(故障維修/系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間)對(duì)于提高系統(tǒng)的可用性非常重要，它代表著UPS可管理性的優(yōu)劣。
(3)UPS運(yùn)行狀態(tài)和故障預(yù)測(cè)及其診斷
目前，比較先進(jìn)的UPS都配備有專用的管理軟件和智能附件(即接口/協(xié)議轉(zhuǎn)換器)，提供定期UPS自檢功能，并可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)UPS的主要部件(包括逆變器、充電器、電池和控制單元)的狀態(tài)，防患于未然。這是通過軟件與附件的主動(dòng)性操作，防止UPS發(fā)生故障的有效手段之一。
(4)UPS遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)功能
通過軟件與智能附件[諸如WebDeviceManager——一種基于Web的設(shè)備管理軟件、PowerNetSNMPManager——一種基于SNMP協(xié)議的設(shè)備軟件、Call-UPS——一種利用電話線進(jìn)行UPS管理的附件、Web/SNMPCard——一種基于Web和SNMP的管理附件等，可以提供UPS遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，可遠(yuǎn)程檢查UPS的狀態(tài)、查詢UPS的預(yù)警信息、做電池校正試驗(yàn)等，這些預(yù)防性功能都可以在UPS系統(tǒng)故障發(fā)生之前采取適當(dāng)措施，這是UPS軟件與智能附件通過主動(dòng)性操作，防止UPS故障的一種提高系統(tǒng)可用性的有力手段。這種類型的功能是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理員最喜歡也是很容易掌握的。
5)最大化的UPS運(yùn)行時(shí)間控制
目前這方面的產(chǎn)品還較少，但已有非常好的方案出現(xiàn)。例如，MasterSwitch智能電源分配附件，當(dāng)市電故障時(shí)系統(tǒng)管理員可通過遠(yuǎn)程操作關(guān)閉那些耗電量較大的(如打印機(jī)等)非核心設(shè)備，而保證核心設(shè)備(如服務(wù)器、路由器等)達(dá)到最長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。采用這種方式不僅可提高系統(tǒng)的可用性，而且可極大地降低系統(tǒng)的耗電量，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。
(6)設(shè)置系統(tǒng)操作權(quán)限
UPS軟件與智能附件可以為安全性要求高的用戶提供定時(shí)開關(guān)機(jī)和不同級(jí)別的操作權(quán)限，防止由于非授權(quán)人員的非法操作而引起故障，一般用戶、系統(tǒng)管理員及信息主管可獲得不同的管理與操作權(quán)限。
(7)提高供電系統(tǒng)的可用性
對(duì)于要求可用性高但預(yù)算有限的中小用戶，如何通過軟件和附件提供合適的解決方案是UPS廠商面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。典型的解決方案如冗余轉(zhuǎn)換開關(guān)RedundantSwitch(RS)與UPS配合使用，它可在兩臺(tái)互為備份的UPS之間進(jìn)行供電選擇，也可以為一臺(tái)小功率(3一5kVA)UPS增加一個(gè)附加的高可靠旁路開關(guān)，可將UPS系統(tǒng)的可用性提升到99.999%。這是業(yè)界針對(duì)中小企業(yè)用戶的最高可用性的UPS解決方案。
(8)數(shù)據(jù)采集及報(bào)告生成
數(shù)據(jù)采集及報(bào)告生成功能之所以重要，是因?yàn)樗枪收戏治雠c診斷的有力手段，它可以幫助系統(tǒng)管理員從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)電力環(huán)境和UPS系統(tǒng)存在的問題，以便采取相應(yīng)的措施。有時(shí)候，通過數(shù)據(jù)分析可以找出問題出在哪里，以便幫助用戶和UPS廠家、電源/計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)商分清楚彼此的責(zé)任，減少不必要的推諉，它甚至可以用來作為法律責(zé)任判斷的依據(jù)。但非常遺憾的是，大多數(shù)的系統(tǒng)管理員沒有認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成在UPS系統(tǒng)中的重要性，以致于對(duì)自已的電力系統(tǒng)缺乏全面、深刻的認(rèn)識(shí)，等到問題發(fā)生時(shí)一切都晚了。
(9)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?nbsp;
為了提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所有與電源相關(guān)系統(tǒng)的可用性，在保證UPS提供持續(xù)電力供應(yīng)的同時(shí)，還要強(qiáng)調(diào)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑的安全性和可靠性，開發(fā)用于防止浪涌的數(shù)據(jù)保護(hù)器系列產(chǎn)品可抑制這些浪涌的侵害，從而提高整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。
(10)電源軟件的兼容性要求
為了能把電源管理系統(tǒng)能有機(jī)地集成在網(wǎng)管系統(tǒng)中，UPS管理軟件與智能附件應(yīng)支持業(yè)界流行的大多數(shù)操作系統(tǒng)、網(wǎng)管軟件、應(yīng)用程序和標(biāo)準(zhǔn)，如MicrosoftWindows95/98/NT/2000、NetWare、Unix、Linux；HP—OpenView、SunNetManager、IBMNetView/Tivoli、CAUnicenterTNG、CabletronSpectrum、CiscoWorks2000；SNMPMIB-II、Telnet、FIP、MIBBrowser、InternetExplorer等。 這樣，用戶可以在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、Internet及Intranet等層次對(duì)UPS系統(tǒng)進(jìn)行管理，增加了系統(tǒng)的易用性。
(11)電源軟件與附件的安全性要求
電源軟件與附件的安全性要與Internet的發(fā)展保持同步，如支持用標(biāo)準(zhǔn)的Web測(cè)覽器遠(yuǎn)程管理的UPS系統(tǒng)要滿足4A標(biāo)準(zhǔn)(Anywhere,Anywhen,Anyone,Anything)和MD5級(jí)別的安全性等。
三、UPS通信接口、軟件、智能附件的類型與配置
UPS管理軟件和智能附件隨著應(yīng)用的要求而逐漸開發(fā)和不斷完善，不同的UPS品牌和廠商所提供的軟件和智能附件的版本也不盡相同。這里以目前已經(jīng)成熟并且在系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用的幾種有代表性的UPS管理軟件和智能附件為例，簡(jiǎn)要介紹UPS管理軟件和智能附件的類型和應(yīng)具備的功能。UPS管理軟件和智能附件隨著應(yīng)用的要求而不斷改進(jìn)。
UPS的智能管理與通信功能是通過各種通信接口實(shí)現(xiàn)的。用戶的不同應(yīng)用需要UPS提供不同的通信接口來支持。一個(gè)具備良好管理性能的UPS，應(yīng)該具備為用戶提供各種通信接口的選擇。下面具體介紹常見的UPS系統(tǒng)通信接口類型及其基本通信協(xié)議。
(1)RS一232/485串行通信接口
大多數(shù)UPS采用串口通信接口與電源管理系統(tǒng)進(jìn)行通信，常用的通信協(xié)議有RS232,RS485等，通信接口形式有DB9,DB25或者RJII等。
用戶通過串行通信接口可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS參數(shù)進(jìn)行設(shè)置;完成維修后對(duì)UPS進(jìn)行校驗(yàn)，并可配合廠家配套的軟件系統(tǒng)，圖形化方式直觀地監(jiān)視到UPS的所有運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)狀況，控制UPS進(jìn)行相應(yīng)的操作。
(2)繼電器通信接口
這種接口的通信模式是UPS通過繼電器開關(guān)量信號(hào)與電源管理系統(tǒng)進(jìn)行通信，可以將UPS的狀態(tài)信號(hào)，如正常運(yùn)行、旁路運(yùn)行及故障狀態(tài)等，以開關(guān)量形式通知管理系統(tǒng)，而用戶則可以通過簡(jiǎn)單的開關(guān)信號(hào)對(duì)UPS進(jìn)行開關(guān)機(jī)、自檢等操作。繼電器通信接口的形式有DB25、接線端子等。
繼電器接口方式的主要應(yīng)用領(lǐng)域是，將UPS的管理集成到傳統(tǒng)的通過開關(guān)量進(jìn)行管理的系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過讀取繼電器開關(guān)信號(hào)來獲取相應(yīng)UPS工作狀態(tài)參數(shù)，并通過繼電器信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的遠(yuǎn)程控制。這些系統(tǒng)包括PBX交換機(jī)管理系統(tǒng)，以及自動(dòng)控制領(lǐng)域的開關(guān)量管理、控制系統(tǒng)等。
(3)AS/400通信接口
適用于IBM的AS/400機(jī)器，通過AS/400內(nèi)嵌的電源管理程序?qū)PS進(jìn)行管理，并且可以在電力異常時(shí)安全關(guān)閉操作系統(tǒng)。
(4)網(wǎng)絡(luò)通信接口
網(wǎng)絡(luò)通信接口(Inband)通過賦予UPS一個(gè)網(wǎng)絡(luò)TP地址，將UPS連接到用戶的局域網(wǎng)內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的網(wǎng)絡(luò)管理。該接口支持TCP/IP、HTTP、SNMP協(xié)議，接口形式有RJ45、BNC等。
該接口的主要應(yīng)用是，通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)UPS進(jìn)行管理，配合目前市場(chǎng)上流行的網(wǎng)管平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量UPS的集中監(jiān)控。
(5)電話通信接口
電話通信接口(Outofband)配合Modem及電話線，通過公用電話通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)UPS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，同時(shí)亦可在電力異常時(shí)尋呼用戶發(fā)出報(bào)警信息，接口形式為RJIIo 。
(6)J-Bus通信接口
J一Bus通信接口支持ModBus/JBus協(xié)議，可以將UPS的管理集成到樓宇管理系統(tǒng)(BMS)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力環(huán)境及UPS的智能監(jiān)控。
(7)USB通信接口
此通信方式等效于RS一232串口通信，當(dāng)計(jì)算機(jī)的串口已全部被占用時(shí)，為用戶提供另外一種可擴(kuò)充的USB(UniversalSerialBus)接口方式。
USE接口支持即插即用和熱插拔功能，具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，為外圍設(shè)備提供了低成本的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸形式。無論是諸如鍵盤、鼠標(biāo)、游戲搖桿之類的簡(jiǎn)單輸入設(shè)備，還是諸如打印機(jī)、掃描儀、存儲(chǔ)設(shè)備、modem、攝像頭之類的高級(jí)外部設(shè)備，部可以采用USB接口。因此，所有使用PS/2、串行、并行傳統(tǒng)接口的外圍設(shè)備均可采用此種接口形式。
USB1.0/1.1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于低速設(shè)備傳輸速率可達(dá)1.5Mbit/s,對(duì)于高速設(shè)備，傳輸速率最大可達(dá)12Mbit/S。Microsoft,HP、Compaq、Intel、Agere、NEC和Philips是USB-IF中致力于制定USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的7個(gè)主要成員。USB2.0標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于高速設(shè)備可支持高達(dá)480Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，它主要適用于高畫質(zhì)的攝像頭、高分辨率掃描儀以及大容量的便攜存儲(chǔ)器之類的高性能外部設(shè)備。而且，USB2.0也向下兼容舊的USB1.0/1.1軟件和設(shè)備，這樣，用戶可以避免由于兼容性而引起的問題。
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