淺談UPS進行遠程監(jiān)控的設(shè)計方案

　　正常工作模式下由公共電源通過充電器對蓄電池充電，儲存能量并在斷電期間使用，然后把直流電源轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)的正弦波電源，提供正弦交流電。

? ? ? ?UPS的遠程監(jiān)控是其向智能化方向發(fā)展的必然趨勢。采用計算機智能化管理模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對UPS電源的集中監(jiān)控、集中分析和集中數(shù)據(jù)處理等主要功能，可將原有人值守機房改造成為無人值守的遠程監(jiān)控智能化的監(jiān)控機房。UPS遠程監(jiān)控系統(tǒng)是用科技手段改變?nèi)藛T值班方式、改善設(shè)備管理模式的必然途徑。遠程監(jiān)控系統(tǒng)以計算機為平臺，通過軟硬件系統(tǒng)，所實現(xiàn)的設(shè)備參數(shù)數(shù)字顯示、自動抄錄和自動告警等功能，徹底改變了傳統(tǒng)的人員分散式值班方式和設(shè)備管理模式，大大提高了工作效率。

　　某單位目前有UPS 5臺，由于購買時間較早，沒有配置遠程監(jiān)控系統(tǒng)，由于工作需要現(xiàn)在需要集中監(jiān)控。經(jīng)過組織技術(shù)力量，對一臺UPS已經(jīng)完成了遠程監(jiān)控的設(shè)計與應(yīng)用，下面詳細介紹了UPS遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)過程。

　　一、技術(shù)特點及功能

　　在UPS供電系統(tǒng)現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上，安裝數(shù)據(jù)監(jiān)測部件—UPS數(shù)據(jù)采集卡，將設(shè)備參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過與計算機通訊實現(xiàn)：

　　遙測：實時對UPS的各項參數(shù)進行不斷的采集、分析、處理和記錄;

　　遙信：實時對設(shè)備的狀態(tài)、故障信息進行監(jiān)測。操作人員通過計算機平臺上的監(jiān)控軟件與UPS電源系統(tǒng)實現(xiàn)人機對話，利用數(shù)據(jù)報表進行分析判斷，規(guī)劃科學(xué)的改善方案，為用戶提供穩(wěn)定、可靠、優(yōu)質(zhì)的電源保障。

　　1. 技術(shù)指標(biāo)

　　監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)顯示3秒鐘刷新一次，故障告警反應(yīng)時間小于3秒，自動記錄參數(shù)（抄表）每小時一次，形成報表。

　　UPS電源參數(shù)：輸入相電壓、線電壓、旁路相電壓、電流、頻率;輸出線電壓、電流、有功功率、視在功率、功率因數(shù);電池浮充電壓、充放電電流;異常記錄和報警功能。

　　通訊接口：標(biāo)準(zhǔn)RS-232串行接口。

　　通訊地址（0～31）均可設(shè)定、波特率（2400bps）。

　　2. 主要功能

　　UPS遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件要做到功能齊全、實用性強，其主界面如圖1所示，監(jiān)控軟件主要設(shè)計功能如下：

　?。?） 監(jiān)控界面

　　UPS設(shè)備與實際的UPS系統(tǒng)圖一致，各種UPS設(shè)備電力參數(shù)在監(jiān)控界面上實時顯示，形象直觀。

　?。?） 聲光報警功能

　　在發(fā)生供電中斷、跳閘、過壓、欠壓、頻率超限等異常情況時，立即發(fā)出聲音報警，出現(xiàn)告警內(nèi)容提示，并自動把告警內(nèi)容、時間以及所有電力參數(shù)寫入數(shù)據(jù)庫。

　?。?） 告警時最大化功能

　　在監(jiān)控界面為非當(dāng)前窗口或處于最小化狀態(tài)時，當(dāng)出現(xiàn)告警時，監(jiān)測窗口立即最大化，變?yōu)楫?dāng)前窗口，發(fā)出報警。

　?。?） 電子值班表格

　　根據(jù)值班要求，自動抄表，記錄各項UPS設(shè)備各項參數(shù)，形成值班報表。

　?。?） 歷史記錄查詢、打印功能

　　操作人員可以方便的查詢、打印以前所發(fā)生的故障告警記錄如圖2所示和值班記錄。

　?。?） 曲線圖顯示功能

　　提供UPS設(shè)備參數(shù)歷史曲線圖查詢顯示。

　　二、硬件的設(shè)計與實現(xiàn)

　　1.可行性分析

　　當(dāng)前，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，使得自動化技術(shù)得到了迅速發(fā)展，強電控制與微電子、計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用技術(shù)，產(chǎn)生了可通訊智能化模塊，即數(shù)字化監(jiān)控模塊，它具有測量、變換、通訊和控制等功能，可以與計算機實現(xiàn)通訊。經(jīng)過多方調(diào)研，采用REV.AUPS監(jiān)控模塊，它們性能價格比高，經(jīng)濟高效;可靠性好，穩(wěn)定可靠;可擴展性強，便于軟硬件擴容。

　　目前UPS設(shè)備運行穩(wěn)定，符合安裝監(jiān)控的基本要求。通過從設(shè)備和技術(shù)方面進行的分析論證以及詳細的市場調(diào)研，此UPS遠程監(jiān)控系統(tǒng)是切實可行的，設(shè)備上是可以實現(xiàn)的。

　　2. 硬件系統(tǒng)組成

　　為了實現(xiàn)計算機與監(jiān)控模塊之間的通訊，使用信號線連接監(jiān)控模塊的通訊端口，接入與計算機組成的通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)監(jiān)測主機與監(jiān)控模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸。我們所選用的監(jiān)控模塊具有標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，通訊距離可達1000米，在接入計算機之前，使用一個RS-485/232接口轉(zhuǎn)換器和計算機串口相連，實現(xiàn)遠程通訊，對UPS設(shè)備進行監(jiān)控。硬件系統(tǒng)組成如圖3所示。

　　三、軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

　　1. 軟件功能設(shè)計

　　目前市場上的監(jiān)控軟件與本單位的UPS系統(tǒng)無法匹配，根本無法使用，因此，必須自主開發(fā)與本單位設(shè)備相適應(yīng)的監(jiān)控軟件，以正確性、可擴展性為設(shè)計原則，要達到功能實用、操作方便，界面友好、形象直觀等要求。

　　2. 通訊協(xié)議

　　系統(tǒng)采用開放式Modbus-RTU協(xié)議，監(jiān)測計算機發(fā)出詢問信號尋址到一臺唯一的終端設(shè)備（監(jiān)控模塊），然后，終端設(shè)備返回的應(yīng)答信號以相反的方向傳輸給監(jiān)測主機。Modbus網(wǎng)絡(luò)最多支持32個終端設(shè)備，通訊地址為0～31，它們以并聯(lián)方式接于通訊線上，波特率為1200～19200bps，均可根據(jù)需要設(shè)定。

　　3. 開發(fā)工具

　　使用Visual Basic6.0作為開發(fā)設(shè)計語言，進行程序編寫;以Microsoft Access 2000數(shù)據(jù)庫格式存儲數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)可運行于Windows操作系統(tǒng)平臺之上，有利于監(jiān)測系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。

　　4. 軟件主要流程圖

　　遠程監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測軟件主要流程如圖4所示。

　　軟件主要流程示意圖

　　四、使用效果和應(yīng)用前景

　　UPS遠程監(jiān)控系統(tǒng)在投入使用一年多的時間內(nèi)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確可靠，告警靈敏，達到了預(yù)期的目的。

　　本系統(tǒng)的使用對UPS電源系統(tǒng)的使用、維護和管理提供了一種全新的模式，它可擴展性好，可連接多達32臺模塊終端，便于以后設(shè)備的增容。另外計算機存儲的豐富的參數(shù)信息，既可以為設(shè)備的正常運行提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù);又可以作為提高業(yè)務(wù)人員對設(shè)備故障的預(yù)見、分析、排除的能力;利用數(shù)據(jù)庫的查詢系統(tǒng)，方便掌握設(shè)備的運行狀況。該系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價值。該系統(tǒng)的功能還有待進一步開發(fā)利用。