本文介紹了在UPS現(xiàn)有設(shè)備的前提下，為了提高設(shè)備的可靠性以及設(shè)備監(jiān)控管理的科學(xué)化和自動化，通過軟件與硬件的設(shè)計，構(gòu)建一個UPS設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的過程，并闡述了該系統(tǒng)的工作原理、應(yīng)用效果和前景。

引 言

UPS的可靠性對于用戶的關(guān)鍵負(fù)載起著安全可靠的電源保障作用。UPS的遠(yuǎn)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(jī)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(jī)房改造成為無人值守的遠(yuǎn)程監(jiān)控智能化的監(jiān)控機(jī)房。UPS遠(yuǎn)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(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)以計算機(jī)為平臺，通過軟硬件系統(tǒng)，所實(shí)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(yuǎn)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(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計與應(yīng)用，下面詳細(xì)介紹了UPS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)過程。

技術(shù)特點(diǎn)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(jī)通訊實(shí)現(xiàn)：

1遙測

實(shí)時對UPS的各項參數(shù)進(jìn)行不斷的采集、分析、處理和記錄；

2遙信

實(shí)時對設(shè)備的狀態(tài)、故障信息進(jìn)行監(jiān)測。操作人員通過計算機(jī)平臺上的監(jiān)控軟件與UPS電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，利用數(shù)據(jù)報表進(jìn)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。

（1）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。

（2）通訊接口

標(biāo)準(zhǔn)RS-232串行接口。

（3）通訊地址（0～31）均可設(shè)定、波特率（2400bps）。

2主要功能

UPS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件要做到功能齊全、實(shí)用性強(qiáng)，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(shí)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(shí)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。

圖2 UPS告警記錄界面

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。

硬件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

1可行性分析

當(dāng)前，隨著計算機(jī)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(qiáng)電控制與微電子、計算機(jī)、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(jī)實(shí)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(jì)高效；可靠性好，穩(wěn)定可靠；可擴(kuò)展性強(qiáng)，便于軟硬件擴(kuò)容。

目前UPS設(shè)備運(yùn)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(jìn)行的分析論證以及詳細(xì)的市場調(diào)研，此UPS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是切實(shí)可行的，設(shè)備上是可以實(shí)現(xiàn)的。

2硬件系統(tǒng)組成

為了實(shí)現(xiàn)計算機(jī)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(jī)組成的通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測主機(jī)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(dá)1000米，在接入計算機(jī)之前，使用一個RS-485/232接口轉(zhuǎn)換器和計算機(jī)串口相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，對UPS設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。硬件系統(tǒng)組成如圖3所示。

軟件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

圖3 硬件系統(tǒng)組成示意圖

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(kuò)展性為設(shè)計原則，要達(dá)到功能實(shí)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(jī)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(jī)。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(jìn)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(yùn)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(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測軟件主要流程如圖4所示。

圖4 軟件主要流程示意圖

使用效果和應(yīng)用前景

UPS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在投入使用一年多的時間內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確可靠，告警靈敏，達(dá)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(hù)和管理提供了一種全新的模式，它可擴(kuò)展性好，可連接多達(dá)32臺模塊終端，便于以后設(shè)備的增容。另外計算機(jī)存儲的豐富的參數(shù)信息，既可以為設(shè)備的正常運(yùn)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(yùn)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(jìn)一步開發(fā)利用。

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