工商银行数据中心(北京)          李崇辉
　　
　　摘要对为机房重要设备提供不间断供电的UPS设备以及其他机房配套环境动力设备进行集中监控的原理、方法进行探讨。
　　
　　0 引言
　　
　　机房的环境设备(供配电、UPS、空调、消防、安防等系统)必须时刻为计算机系统提供正常的运行环境。因为一旦机房环境设备出现故障,就会影响计算机系统运行,造成数据传输或存储故障,当严重事故时,会造成机房内计算机设备损毁,机房设备长时间瘫痪,后果不堪设想。因此,为了保证计算机系统安全可靠工作,对机房里面环境设备及系统主机进行自动监视和有机管理是极其必要的。尤其目前国内普遍缺乏机房环境、动力设备的专业管理人员,仅依靠运行维护值班人员每日几次或专业技术人员每周几次现场巡视、巡检无法满足要求,如果出现故障将无法及时发现并对设备进行应急处理,将造成重大损失。
　　
　　1 UPS监控系统的重要作用
　　
　　UPS监控系统的作用是用来监视和控制UPS,并在设备出现故障、异常等情况及时通知相关维护人员。其中,监视功能是给一般用户使用的,而控制功能是给具有特权用户使用的。对于一般用户只能读取电源事件和数据信息,供用户分析、判断UPS故障用;对于具有特权的用户,就可以对被监控的UPS进行诊断、测试、配置参数等操作。监控能够实现报警响应的及时性、数据采集的连续性和真实性。并提供设备故障分析和维护处理的手段和工具。具体来说,实施电源监控的意义有以下几个方面:
　　
　　(1)使用各种图形用户界面显示UPS的输入电压、输出电压、输入频率、输出频率、电池电压、输出电流等参数,以掌握当前UPS的实时状态,灵活的事件管理与告警方式,以便系统管理员或用户采取相应的应急措施,确保在第一时间发现问题并及时处理。
　　
　　(2)通过监控系统可查看UPS的事件日志和数据日志,连续记录设备的运行和负荷情况,全面分析电源的历史状况,真正做到设备的“预检预修”。
　　
　　(3)监控系统可实现无人值守时发生严重电源故障情况下的文件自动保存并关闭系统,使已做的工作不会因电源故障丢失。
　　
　　(4)可对UPS的运行参数和关机参数进行设置。
　　
　　(5)可预定UPS的关机、重启和测试计划。
　　
　　2 UPS监控系统的主要技术要求
　　
　　(1)监控系统的软、硬件应采用模块化结构,使之具有更大的灵活性和扩展性,以适应不同规模监控系统网络和不同数量监控对象的需要。
　　
　　(2)监控系统的采用不应影响被监控设备的正常工作,不应改变被监控设备的自动控制功能。
　　
　　(3)监控系统应具有容错和自诊断功能,对数据紊乱、通信干扰等可自动恢复;对通信中断、软硬件故障等应能诊断出故障并及时告警;监控系统故障时不应影响被监控设备的正常工作。
　　
　　(4)监控系统具备较强的扩容能力。
　　
　　(5)应达到实时的响应时间。
　　
　　(6)可将本单位的各种不同设备统一为单一的中文人机界面。
　　
　　(7)实现将电池组的监控与管理纳入监控系统。
　　
　　(8)应具备在线扩容、设置更新的力。
　　
　　(9)可以灵活地扩展图像监控的功能。
　　
　　(10)必须具备能实现无人或少人值守的能力。
　　
　　3 目前UPS监控报警系统的实现方法
　　
　　目前市场上可供选择的监控、报警方案很多,其优缺点、可行性各异。归纳总结有以下常见方法。
　　
　　(1)辅助继电器方式
　　
　　即干接点接口板综合报警,通过机器本身辅助继电器模块接口,可以将按常闭或常开使用每一个触点。如果由事先定义的触点正常状态发生变化,则表示有报警产生。可以将这些触点信号连接至相应的报警设备(如灯、警铃),以便在UPS发生报警时及时通知用户。也可以利用UPS提供的通信口,增加继电器接口板RIM(relayinterfacemodule)或监控接触器模块SCM(supervisorycontactmodule),连接相应的报警设备。如果UPS放置得比较远而UPS的峰鸣报警不能立即听见,这种监控、报警就显得很有用。
　　
　　(2)远程监控板方式这种方式是利用UPS提供的串行通信口(R232/485),连接远程监控板RMP(remotemonitorpannel),监控UPS操作状态(显示信息可与UPS上LCD相同),同时使用指示灯和警报铃提供远程报警指示(如输入电压故障、电池电压低等)。远程监控板距设备的距离一般为150m(最长300m),适合安装在24小时有人值班区域,实现简单的UPS运行状态显示及报警功能。
　　
　　远程监控面板连接如图1所示:

　　
　　(3)基于Modem/电话/寻呼方式的监控技术
　　
　　这是较容易实现的UPS报警及监控方案,使用电话线和MODEM。当UPS在运行中出现异常状况时(如市电中断、电池快耗尽等),自动拨号给设定的管理员的传呼号码或手机,通知UPS故障。此方案不能全面了解UPS状态,同时无法控制UPS,只能作为报警使用。这种监控方式许多厂家现已发展为以下的监控方式：由UPS生产厂家建立远程监控服务中心,采用远程监控服务中心方式为未安装监控系统的用户提供监控、报警服务。通过调制解调器及电话线,可在任何地点监测无限数量的UPS,管理用户设备,管理关键系统报警,进行远程诊断,提供信息报告。可将某区域或站点用户的几台UPS采用二线制RS485总线通信卡连接到一台主UPS,该主UPS通过通讯卡和一根电话线与远程监控服务中心的PC机相连。PC上安装远程监控软件(Teleguard或Teleservice),同时配置两个
　　
　　MODEM,一个连接远端UPS拨入的电话号码,另一个做为UPS报警时发送信息通知管理人员(见图2)。可以实现4种方式实时传送报警信息:拨打手机电话、短信SMS、传真和E-mail。

　　
　　该方案主要为UPS维护中心远程诊断UPS服务,监测距离不受限制。
　　
　　(4)基于串行通信方式的JBUS监控方式
　　
　　该方式利用集中监控通讯接口卡JBUS/RS485,通过JBUS网络把多台UPS与PC相连,PC安装UPS监控软件放置在动力值班区域来监控UPS状态,并具有报警功能,同时可发送命令控制UPS(如关机、电池测试等)。
　　
　　J-BUS通讯协议是MOD-BUS通讯协议的子集,而MOD-BUS通讯协议是在工业现场和楼宇自动化控制最为常用的动力监控协议标准，支持总线多点方式。数据格式为帧格式,具有CRC校验功能。UPS标准配置的J-BUS通讯协议的物理接口方式为RS232/RS485/RS422。485网络的规范之一是1.2km长度,32个节点数。如果超出了这个限制,那么必须采用485中继器或485集线器来拓展网络距离或节点数。
　　
　　(5)SNMP卡网络监控方式
　　
　　使用SNMP卡使UPS具备以太网(Ethernet)通信能力,成为网络上的一个节点,支持TCP/IP、HTTP、SNMP等网络协议。提供包括WEB浏览、NMS网络管理系统的接入等多种服务。
　　
　　其实现方式为给UPS配上网卡或直接将SNMP适配器集成到UPS里,把UPS作为网络中的独立节点进行控制和诊断,通过SNMP代理的远程网络(WANS)监控UPS。SNMP就是简易网络管理协议的英文缩写。其意义就是让计算机及外围设备能够不通过计算机而直接接上网络,并让网络系统加以管理。
　　
　　网络环境下可检测、控制本地或远程UPS,网络中多台PC可同时检测UPS。主要用于UPS数量多、分布广的企业级网络中,SNMP和HTTP是网络通讯协议,UPSSNMP/HTTP通讯协议的物理接口方式为RJ45。可以将UPS作为网络上的设备,通过网络完成对UPS的监控。特别是支持HTTP通讯协议和HTML就可以直接使用浏览器(MicrosoftIE)进行UPS的监控,在IE浏览器上可以直接查看某台UPS的工作状态、输入/输出参数、电池后备时间等信息。
　　
　　4 UPS设备和其他环境动力设备集中监控
　　
　　随着电源设备大量增加且分布分散,为了保障动力设备的安全运行,做到无人或少人值守,维护方式已从传统的分散型人工现场检测方式,向集中监控、集中维护和集中管理方向发展。目前已许多企业已推出模块化结构的基于多种操作系统的客户机/服务器方式的智能化机房环境监控系统。用于管理包括UPS、转换开关、机房空调、发电机组、门禁系统、电池检测系统在内的上百种智能设备及系统。用于包括UPS、空调、安保等机房环境设备的统一管理,具有强大的监控与管理功能。
　　
　　系统基于TCP/IP及SNMP,完全实现多个机房、多个地方场地的集中或分散监控。客户软件通过计算机网络与代理软件系统连接,计算机网络可以是局域网或广域网,传输介质可以是以太网、FDDI、ATM及ISDN、PSTN等,传输协议为TCP/IP、SNMP等。客户软件能检测到远方代理运行状态,自动恢复连接。支持MGE、EXIDE、LIEBERT、APC等UPS,STULZ、HIROSS、LIEBERT、RC、ATLAS、ISOVEL等机房精密空调以及其他各大厂商生产的各种智能UPS、空调及其他设备。
　　
　　集中监控系统一般包括:客户软件Client、运行软件S及监控硬件三部分,客户软件Client是集中监控系统重要组成部分。客户软件Client为用户监控界面,监控结果通过客户软件反映给用户,用户通过客户软件控制或设置监控对象。
　　
　　5 UPS监控技术的发展趋势
　　
　　由于未来网络的广泛化和全球化,必然带来网络的复杂化,多种形式的网络系统将连接在一起。作为网络系统的一部分,要求UPS能够实现在各种网络平台上的监控,而且随着Internet、Intranet和电子商务的高速发展,用户对网络可用性的要求会越来越高,使UPS从对网络关键设备的保护延伸至对整个网络路径的保护。UPS系统与Internet技术将紧密结合在一起。虽然传统技术如电话拨号、SNMP、Telnet等已实现了对UPS的远程和集中监控,但这些技术通常要求特定的设备配置和操作技能。随着Internet的普及,使用浏览器监控UPS将成为UPS监控技术的主流。
　　
　　因此,监控软件除了要提供完善的监控保护功能,还必须支持主流操作系统、跨平台操作并具有即插即用的功能;支持主流数据库及应用软件;与主流服务器管理工具集成;与主流网络管理系统集成。
　　
　　通过互联网浏览器，从网络中的任何工作站对所有UPS进行实时、全面的监控和管理，而且无需昂贵的网管软件NMS平台。UPS监控软件发展的新趋势将是界面更加新颖、功能完善、稳定性好。
　　
　　6 结语
　　
　　通过对各种UPS监控系统的进一步了解,可知在每台UPS中配置了3个支持J-BUS/U-TALK通讯协议的计算机通讯接口。因此建议在实际应用中:
　　
　　(1)一个通讯接口用于整个环境系统的集中监控;
　　
　　(2)一个用于UPS系统的专业监控(采用原厂提供的专业监控软件);
　　
　　(3)另外一个备用或者接入厂家提供的中国区域的远程诊断服务中心系统(TeleServiceSystem),可实现UPS设备的监控。

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