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)維護人員了解UPS設(shè)備及整個供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，已經(jīng)發(fā)生了哪些問題，正在發(fā)生哪些問題，可能會發(fā)生哪些問題，還可以實時地完成系統(tǒng)管理功能，提高UPS及整個供電系統(tǒng)的可用性。這一切工作都可以自動完成。
(1)UPS及電源系統(tǒng)潛在問題預(yù)測
這實際上是指UPS軟件、智能附件所具有的診斷和問題預(yù)測等功能。這些功能可由軟件、智能附件自動實現(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定期測試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，系統(tǒng)管理員也可以通過UPS軟件和智能附件遠程檢測UPS的狀態(tài)。
(2)電源問題實時報警、遠程診斷
這是指UPS軟件、智能附件所具有的事件通知和報告生成功能。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程方式及時通知系統(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)和事件形成報告供分析使用。顯然，如果系統(tǒng)管理員能及時得到事件報警或通知，并能根據(jù)所采集到的異常數(shù)據(jù)和事件形成報告，準確判斷故障發(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)時間。
(3)故障狀態(tài)及時反應(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)因臺風造成的停電要持續(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軟件需要自動安全關(guān)閉其保護的計算機上的應(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)時間最短。另外，如果UPS此時的負載不僅有服務(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、打印機等，則可以通過UPS軟件和智能附件遠程操作將非關(guān)鍵設(shè)備如PC、照明設(shè)備、傳真機、打印機等關(guān)閉，而盡量使服務(wù)器等關(guān)鍵設(shè)備的運行時間最大化。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)后以最快速度進行報警，以便維護人員及時采取措施，即使無人值守也可以自動執(zhí)行保護功能。所有這一切，都可以在相當程度上縮短故障檢測、修復(fù)及系統(tǒng)恢復(fù)時間，即可以提高系統(tǒng)的可用性。
二、對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算機網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的主流操作系統(tǒng)平臺和網(wǎng)管系統(tǒng)有機集成。實際上，正是因為與計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有機集成，電源管理軟件和智能附件的作用才得以體現(xiàn)。對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方面。
(1)自動報警功能
當UPS軟件與附件偵測到UPS系統(tǒng)故障時，可以通過電源管理軟件與智能附件自動報警實時地通知系統(tǒng)管理員，可以使管理人員在最短的時間內(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)時間的重要手段之一。報警方式有多種，包括電子郵件、尋呼、彈出式信息、聲音、手機短信等。
(2)系統(tǒng)自動保護功能
當UPS系統(tǒng)發(fā)生故障或電池能量將要耗盡時，UPS軟件與智能附件可以執(zhí)行定制化的數(shù)據(jù)保護功能，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)實際需要定制其特定程序的自動關(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)時間)對于提高系統(tǒng)的可用性非常重要，它代表著UPS可管理性的優(yōu)劣。
(3)UPS運行狀態(tài)和故障預(yù)測及其診斷
目前，比較先進的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，并可以實時地檢測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性操作，防止UPS發(fā)生故障的有效手段之一。
(4)UPS遠程診斷與維護功能
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遠程監(jiān)測功能，可遠程檢查UPS的狀態(tài)、查詢UPS的預(yù)警信息、做電池校正試驗等，這些預(yù)防性功能都可以在UPS系統(tǒng)故障發(fā)生之前采取適當措施，這是UPS軟件與智能附件通過主動性操作，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算機系統(tǒng)管理員最喜歡也是很容易掌握的。
5)最大化的UPS運行時間控制
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，當市電故障時系統(tǒng)管理員可通過遠程操作關(guān)閉那些耗電量較大的(如打印機等)非核心設(shè)備，而保證核心設(shè)備(如服務(wù)器、路由器等)達到最長的運行時間。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開關(guān)機和不同級別的操作權(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，它可在兩臺互為備份的UPS之間進行供電選擇，也可以為一臺小功率(3一5kVA)UPS增加一個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)采集及報告生成
數(shù)據(jù)采集及報告生成功能之所以重要，是因為它是故障分析與診斷的有力手段，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/計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)商分清楚彼此的責任，減少不必要的推諉，它甚至可以用來作為法律責任判斷的依據(jù)。但非常遺憾的是，大多數(shù)的系統(tǒng)管理員沒有認識到數(shù)據(jù)分析和報告生成在UPS系統(tǒng)中的重要性，以致于對自已的電力系統(tǒng)缺乏全面、深刻的認識，等到問題發(fā)生時一切都晚了。
(9)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?nbsp;
為了提高計算機網(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，還要強調(diào)整個網(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)保護器系列產(chǎn)品可抑制這些浪涌的侵害，從而提高整個計算機網(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)用程序和標準，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UPS系統(tǒng)進行管理，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，如支持用標準的Web測覽器遠程管理的UPS系統(tǒng)要滿足4A標準(Anywhere,Anywhen,Anyone,Anything)和MD5級別的安全性等。
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。
UPS的智能管理與通信功能是通過各種通信接口實現(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現(xiàn)對UPS參數(shù)進行設(shè)置;完成維修后對UPS進行校驗，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的所有運行狀態(tài)參數(shù)狀況，控制UPS進行相應(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)量信號與電源管理系統(tǒng)進行通信，可以將UPS的狀態(tài)信號，如正常運行、旁路運行及故障狀態(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單的開關(guān)信號對UPS進行開關(guān)機、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)量進行管理的系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過讀取繼電器開關(guān)信號來獲取相應(yīng)UPS工作狀態(tài)參數(shù)，并通過繼電器信號實現(xiàn)對UPS的遠程控制。這些系統(tǒng)包括PBX交換機管理系統(tǒng)，以及自動控制領(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機器，通過AS/400內(nèi)嵌的電源管理程序?qū)PS進行管理，并且可以在電力異常時安全關(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一個網(wǎng)絡(luò)TP地址，將UPS連接到用戶的局域網(wǎng)內(nèi)，從而實現(xiàn)對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UPS進行管理，配合目前市場上流行的網(wǎng)管平臺可以實現(xiàn)對大量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UPS實現(xiàn)遠程管理，同時亦可在電力異常時尋呼用戶發(fā)出報警信息，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，可實現(xiàn)對電力環(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，當計算機的串口已全部被占用時，為用戶提供另外一種可擴充的USB(UniversalSerialBus)接口方式。
USE接口支持即插即用和熱插拔功能，具有強大的可擴展性，為外圍設(shè)備提供了低成本的標準數(shù)據(jù)傳輸形式。無論是諸如鍵盤、鼠標、游戲搖桿之類的簡單輸入設(shè)備，還是諸如打印機、掃描儀、存儲設(shè)備、modem、攝像頭之類的高級外部設(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標準對于低速設(shè)備傳輸速率可達1.5Mbit/s,對于高速設(shè)備，傳輸速率最大可達12Mbit/S。Microsoft,HP、Compaq、Intel、Agere、NEC和Philips是USB-IF中致力于制定USB2.0標準的7個主要成員。USB2.0標準對于高速設(shè)備可支持高達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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