UPS远程监控系统的设计与实现

本文介绍了在UPS现有设备的前提下，为了提高设备的可靠性以及设备监控管理的科学化和自动化，通过软件与硬件的设计，构建一个UPS设备远程监控系统的过程，并阐述了该系统的工作原理、应用效果和前景。

引    言

　　UPS的可靠性对于用户的关键负载起着安全可靠的电源保障作用。UPS的远程监控是其向智能化方向发展的必然趋势。采用计算机智能化管理模式，能够实现对UPS电源的集中监控、集中分析和集中数据处理等主要功能，可将原有人值守机房改造成为无人值守的远程监控智能化的监控机房。UPS远程监控系统是用科技手段改变人员值班方式、改善设备管理模式的必然途径。远程监控系统以计算机为平台，通过软硬件系统，所实现的设备参数数字显示、自动抄录和自动告警等功能，彻底改变了传统的人员分散式值班方式和设备管理模式，大大提高了工作效率。

　　某单位目前有UPS 5台，由于购买时间较早，没有配置远程监控系统，由于工作需要现在需要集中监控。经过组织技术力量，对一台UPS已经完成了远程监控的设计与应用，下面详细介绍了UPS远程监控系统的设计与实现过程。

技术特点及功能

　　在UPS供电系统现有的设备基础上，安装数据监测部件—UPS数据采集卡，将设备参数转换为数字信号，通过与计算机通讯实现：

1

遥测

　　实时对UPS的各项参数进行不断的采集、分析、处理和记录；

2

遥信

　　实时对设备的状态、故障信息进行监测。操作人员通过计算机平台上的监控软件与UPS电源系统实现人机对话，利用数据报表进行分析判断，规划科学的改善方案，为用户提供稳定、可靠、优质的电源保障。

1技术指标

　　监测系统的参数显示3秒钟刷新一次，故障告警反应时间小于3秒，自动记录参数（抄表）每小时一次，形成报表。

1

UPS电源参数

　　输入相电压、线电压、旁路相电压、电流、频率；输出线电压、电流、有功功率、视在功率、功率因数；电池浮充电压、充放电电流；异常记录和报警功能。

2

通讯接口

　　标准RS-232串行接口。

3

通讯地址（0～31）均可设定、波特率（2400bps）。

2主要功能

　　UPS远程监控系统的监控软件要做到功能齐全、实用性强，其主界面如图1所示，监控软件主要设计功能如下：

监控界面

　　UPS设备与实际的UPS系统图一致，各种UPS设备电力参数在监控界面上实时显示，形象直观。

声光报警功能

      在发生供电中断、跳闸、过压、欠压、频率超限等异常情况时，立即发出声音报警，出现告警内容提示，并自动把告警内容、时间以及所有电力参数写入数据库。

告警时最大化功能

　　在监控界面为非当前窗口或处于最小化状态时，当出现告警时，监测窗口立即最大化，变为当前窗口，发出报警。

电子值班表格

　　根据值班要求，自动抄表，记录各项UPS设备各项参数，形成值班报表。

历史记录查询、打印功能

　　操作人员可以方便的查询、打印以前所发生的故障告警记录如图2所示和值班记录。

图2    UPS告警记录界面

曲线图显示功能

　　提供UPS设备参数历史曲线图查询显示。

硬件的设计与实现

1可行性分析

　　当前，随着计算机网络通讯技术的发展，使得自动化技术得到了迅速发展，强电控制与微电子、计算机、网络通讯技术相结合的应用技术，产生了可通讯智能化模块，即数字化监控模块，它具有测量、变换、通讯和控制等功能，可以与计算机实现通讯。经过多方调研，采用REV.AUPS监控模块，它们性能价格比高，经济高效；可靠性好，稳定可靠；可扩展性强，便于软硬件扩容。

　　目前UPS设备运行稳定，符合安装监控的基本要求。通过从设备和技术方面进行的分析论证以及详细的市场调研，此UPS远程监控系统是切实可行的，设备上是可以实现的。

2硬件系统组成

　　为了实现计算机与监控模块之间的通讯，使用信号线连接监控模块的通讯端口，接入与计算机组成的通讯网络，实现监测主机与监控模块之间的数据传输。我们所选用的监控模块具有标准的RS-232接口，通讯距离可达1000米，在接入计算机之前，使用一个RS-485/232接口转换器和计算机串口相连，实现远程通讯，对UPS设备进行监控。硬件系统组成如图3所示。

软件的设计与实现

图3    硬件系统组成示意图

1软件功能设计

　　目前市场上的监控软件与本单位的UPS系统无法匹配，根本无法使用，因此，必须自主开发与本单位设备相适应的监控软件，以正确性、可扩展性为设计原则，要达到功能实用、操作方便，界面友好、形象直观等要求。

2通讯协议

　　系统采用开放式Modbus-RTU协议，监测计算机发出询问信号寻址到一台唯一的终端设备（监控模块），然后，终端设备返回的应答信号以相反的方向传输给监测主机。Modbus网络最多支持32个终端设备，通讯地址为0～31,它们以并联方式接于通讯线上,波特率为1200～19200bps，均可根据需要设定。

3开发工具

　　使用Visual Basic6.0作为开发设计语言，进行程序编写；以Microsoft Access 2000数据库格式存储数据，该系统可运行于Windows操作系统平台之上，有利于监测系统的推广应用。

4软件主要流程图

　　远程监测系统监测软件主要流程如图4所示。

图4   软件主要流程示意图

使用效果和应用前景

　　UPS远程监控系统在投入使用一年多的时间内，系统运行稳定，数据传输准确可靠，告警灵敏，达到了预期的目的。

　　本系统的使用对UPS电源系统的使用、维护和管理提供了一种全新的模式，它可扩展性好，可连接多达32台模块终端，便于以后设备的增容。另外计算机存储的丰富的参数信息，既可以为设备的正常运行提供有力的数据依据；又可以作为提高业务人员对设备故障的预见、分析、排除的能力；利用数据库的查询系统，方便掌握设备的运行状况。该系统具有广阔的应用前景和推广价值。该系统的功能还有待进一步开发利用。

来源：ups应用

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