李延武

(大慶鉆探物探一公司研究院 黑龍江大慶)

POWERWARE大型UPS遠程報警系統(tǒng)的研究

李延武

(大慶鉆探物探一公司研究院 黑龍江大慶)

在地震資料處理系統(tǒng)中,配套的大型UPS作用越來越重要,其功能就是給大型集群計算機系統(tǒng)提供連續(xù)不間斷的高質量和穩(wěn)定的電力。為使POWERWARE 9315 UPS系統(tǒng)充分發(fā)揮其功能,提高對電網掉電等突發(fā)事件的處理能力,必須對UPS進行管理和維護,而實現UPS遠程監(jiān)控管理則是非常重要的手段。

UPS;遠程報警;旁路供電;數字化控制

0 引 言

物探研究所處理中心機房引進了兩套美國EATON公司的160 KVA POWERWARE 9315大型全數字化UPS系統(tǒng),為地震資料處理系統(tǒng)的大型計算機系統(tǒng)供電。由于該UPS沒有配備遠程報警系統(tǒng),為了保證地震資料處理系統(tǒng)供電的連續(xù)和穩(wěn)定性,及時發(fā)現和處理市電掉電和UPS故障,研制一套UPS遠程報警系統(tǒng),使之連接到兩套大型UPS上,實現遠程監(jiān)控和報警功能。

1 POWERWARE 9315 UPS工作原理[1]

POWERWARE 9315 UPS是專門為數據處理、過程控制、通訊、研究部門和醫(yī)院設計的連續(xù)運轉的UPS。它可以在三種模式下工作,即正常工作模式,電池工作模式,旁路工作模式。POWERWARE 9315 UPS的組成原理如圖1所示。

圖1 POWER 9315 UPS組成原理框圖

如圖2所示,POWERWARE9315UPS在正常工作模式下,交流電源提供給整流裝置,整流器輸出540 V直流電源給逆變器,整流器也給電池組提供充電電流,電流充電狀態(tài)由監(jiān)控面板上的狀態(tài)指示燈監(jiān)控。如果交流電源突然中斷或電壓超出UPS的工作范圍,那么UPS自動轉換到電池工作模式,使負載不中斷,當交流電源轉到正常時,UPS工作狀態(tài)重新回到正常工作模式。

圖2 POWER 9315 UPS正常模式工作原理圖

如果UPS系統(tǒng)變成超載狀態(tài),UPS轉換到旁路工作模式,當UPS故障狀態(tài)被清除或者系統(tǒng)操作恢復到定義的電壓范圍內(340 V～440 V),UPS自動從旁路狀態(tài)返回到正常工作模式,如果UPS發(fā)生內部故障,它也自動轉到旁路模式。UPS旁路供電是通過內部開關K4和內部變壓器來執(zhí)行的,旁路工作模式實際上直接使用的是市電,因此這種模式不保護關鍵負載。在旁路模式下,UPS逆變器沒有輸出,可以手動把UPS從正常模式轉到旁路模式。如果UPS非手動轉換到旁路模式,那么,UPS自動試著轉換到正常模式(在1分鐘內完成3次轉換操作,直至轉換到正常模式完成)。旁路方式操作是一種正常的操作方式,不是一種報警條件,然而,如果UPS不能回到正常模式,接著會自動轉換到旁路方式,報警條件將被記錄。如果正在應用的電源臨界條件發(fā)生或不能達到應用正常電壓條件,UPS自動轉換到電池方式,在電池工作方式下,電池提供緊急直流電源,使逆變器轉變成交流電源[2]。當旁路輸入不使能緊急關機報警條件產生,這時UPS只能維持大約2 min。如果輸入回到定義的參數范圍內,UPS自動回到正常模式下,報警條件清除,然后,UPS不是立刻回到正常模式下,整流器漸漸地增加輸入電壓,直到回到正常工作模式。POWERWARE 9315 UPS的旁路工作模式如圖3所示。

圖3 POWER 9315 UPS旁路模式工作原理圖

2 POWERWARE 9315 UPS報警系統(tǒng)設計

2.1 遠程報警系統(tǒng)材料和部件準備

模擬報警裝置2臺;控制開關2組;通訊電纜300 m長2根;20 m通訊電纜1根;三芯電源電纜300 m 1根。

2.2 POWERWARE 9315 UPS報警系統(tǒng)制作和安裝

首先把2組控制開關分別固定在1號模擬報警裝置和2號模擬報警裝置的控制面板上,然后,將控制開關的兩端跨接在測試開關的兩端,使之并聯(lián)。把兩臺模擬報警裝置用膨脹螺栓固定到值班室墻壁上,將兩臺模擬報警裝置的TB1接線端子1、3腳用短接線對應短接。再把300 m長的通訊電纜及三芯電源電纜從地板下鋪設至機房門外,經過天棚至機房值班室。分別把兩根通訊電纜信號線一端連到兩臺UPS通訊板端子TB2的10、12引腳上,另一端對應接在兩臺模擬報警裝置端子TB1的5、6腳。把電源線一端連接在UPS并聯(lián)輸出柜的L1和N端子上,另一端接在報警裝置接口的1、3腳上。電路設計簡圖如圖4所示。

圖4 Pawareware 9315 UPS遠程報警電路設計簡圖

它的報警工作原理是,當UPS出現任一異常報警信號時,UPS TB2接口上的10和12腳處于導通狀態(tài),相當于開關閉合,報警裝置此時處于報警狀態(tài),報警器開始鳴叫報警,當機房值班人員處理完市電和UPS故障后,手動復位報警系統(tǒng)控制開關,報警信號復位,與UPS通訊口通訊中斷,報警裝置停止報警。

2.3 POWERWARE 9315 UPS報警系統(tǒng)技術關鍵[3]

這套自制的UPS遠程報警裝置實際上實現了報警信號的數字化控制,利用微動開關的通斷,來實現報警信號高、低電平的轉換,即0→1和1→0的轉換,就是高電平導通報警,低電平信號阻斷停止報警,它的技術關鍵是把模擬報警裝置改成數字化報警系統(tǒng)。

3 現場實驗

在POWERWARE 9315 UPS遠程報警裝置制作成功以后,我們先把報警器安裝在UPS場地配電室門外的墻壁上,這時通訊電纜長度為20 m。把1#、2#UPS的輸入開關手動關斷,UPS轉為電池工作模式,兩分鐘后,報警器開始鳴叫,下搬控制開關,報警復位,但由于場地配電室門外距資料處理中心機房較遠,如果機房值班人員不在UPS場地配電室附近,就無法聽到報警聲,這時把通訊電纜更換為300 m,把報警器安裝在資料處理機房外硬件值班室,一旦有機房用電異常報警,在機房值班室區(qū)域范圍內可以聽得清楚,機房值班人員可在值班室內監(jiān)控市電和UPS的突然變化,并能及時響應和處理。因此,可以避免UPS掉電不能及時發(fā)現和處理,從而保護關鍵負載。

4 結 論

通過自制POWERWARE 9315 UPS遠程報警系統(tǒng),使大型地震資料處理計算機供電系統(tǒng)功能得到完善,節(jié)省了設備購置資金,實用性很強,也使計算機專業(yè)技術人員的技術能力得到充分發(fā)揮。

[1] 美國EATON公司.Powerware 9315 UPS peration 200-300Kva Operation Manual,2007(資料)

[2] 美國EATON公司.Powerware 9315 UPS 160KVA Operation&Maintenance Manual,2006(資料)

[3] 岳春波,付喜春.UPS產生零地電壓的原因及解決方法[J].國外油田工程,2005,21(162)

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1004-9134(2011)01-0089-02

李延武,男,1965年生,工程師,1988年畢業(yè)于大慶石油學院計算機控制系,1999年畢業(yè)于長春科技大學計算機專業(yè),一直從事地震資料處理各類大型計算機和機房場地設備軟硬件的維護工作,現在大慶鉆探物探一公司研究院從事計算機系統(tǒng)維護和管理工作。郵編:163357,

2010-09-09編輯:劉雅銘)