UPS软件与监控课件

1、UPS 软件与监控制作日期：2010.6.13第1页，共52页。培训对象：技术类员工培训目标：了解UPS电源监控的各种方案课程时数：4小时培训方式：讲授法考核方式：实际操作教学说明第2页，共52页。目 录一、相关知识二、UPS内部的通讯功能三、监控方案一 基于干接点多-点通讯监控四、监控方案二 基于RS232点-点通讯监控五、监控方案三 基于RS485点-点通讯监控六、监控方案四 基于RS485点-多通讯监控七、监控方案五 基于TCP/IP网络的软代理监控八、监控方案六 基于TCP/IP网络的硬件代理监控九、监控方案七 基于电信固定电话网的硬件代理监控十、监控方案八 基于移动通讯网的硬件代理监

2、控十一、监控方案九 MODBUS协议转换卡第3页，共52页。一、相关知识1、干接点信号传输2、RS232串行异步传输3、RS422/RS485串行异步传输4、调制与解调5、SNMP简单网络协议6、通讯协议第4页，共52页。1、干接点信号传输 干接电信号传输 就是通过信号线上的电平高/低来代表：某个状态的正常/异常、某个开关的开/关状态 等。它需要一对线来传输一个信号。 由于信号是在设备间进行交换，往往会涉及到电气隔离的问题，因此我们在UPS内部必需加入对信号的电器隔离电路。 隔离方式有：有源光耦隔离和无源继电器隔离。第5页，共52页。1、干接点信号传输 干接电信号传输 就是通过信号线对上的电平

3、高/低来代表：某个状态的正常/异常、某个开关的开/关状态 等。它需要一对线来传输一个信号。 由于信号是在设备间进行交换，往往会涉及到电气隔离的问题，因此我们在UPS内部必需加入对信号的电气隔离电路。 隔离方式有：有源光耦隔离和无源继电器隔离。第6页，共52页。无源继电器隔离 由于采用的是继电器，次级允许电压较高、电流较大，可连接在警灯、警笛上。 第7页，共52页。有源光耦隔离电路 受光耦特性限制，次级电流应小于10mA。一般连接于电脑或其它电子设备的通讯口上。第8页，共52页。2、RS232串行异步传输 RS232全称是电子工业协会推荐的标准232号-称为EIA RS-232。它是指：在数据终

4、端设备和数据通信设备之间进行串行二进制数据交换的接口。我们将数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）分别看作“计算机设备”和“调制解调设备”。 它其实包含了对接口间电路功能的描述、电信号特性和接口电路（包括连接器）的机械特性描述。第9页，共52页。接口端子DB9第10页，共52页。接口端子DB25第11页，共52页。串行传输一字节二进制数据在控制电路处其电压一般为0 电源电压信号；在通讯线，包括电脑的COM口上，电压为-15+15V电压信号（反逻辑信号，即负电压代表数值1。）由于存在传输线路上的电压衰减，传输距离一般为20米之内。当波特率较低，通讯线质量较好，电压衰减较小时，距离可达到6

5、0米左右。第12页，共52页。RS422/RS485串行异步传输RS422/RS485： 1、采用的仍然是串行异步传输； 2、电气特性RS232是共模传输，而RS422/RS485是差模传输； 3、 RS422/RS485传输距离可以达到1200米； 4、 RS422/RS485可以在数据包中加入地址码实现一对多通信； 5、 RS422/RS485通信有专门的驱动芯片；第13页，共52页。调制与解调比如：调制解调器第14页，共52页。SNMP简单网络协议 SNMP是简单网络协议的英文缩写。 有关网络方面的知识在这里不详细介绍。 每一个支持SNMP协议的产品都会附有一个协议解释文件,以MIB为后

6、缀名。可以用文本文件编辑器直接打开阅读，在NMS专用网络管理平台上可以编译进系统。 我们的产品利用该协议，通过网络代理设备，将UPS作为网络中的一个节点（拥有IP地址）接入网络中，实现对UPS的 一台电脑监控多台UPS或多台电脑同时监控一台UPS的功能。第15页，共52页。通讯协议 通讯协议就是通讯双方事先约定的一种共同遵守的数据传输电气、格式、解释 等准则。在数据传输过程中，收、发双方都按此约定输出或接收，并解释数据。 通讯协议必需严格遵守！例：监控设备发出： Q1UPS的应答： (MMM.M NNN.N PPP.P QQQ RR.R S.SS TT.T b7b6b5b4b3b2b1b0第1

7、6页，共52页。通讯协议通讯线：M2502通讯线 UPS端（9芯针式） 监控设备端（9芯孔式） 6 Pin 3 Pin 9 Pin 2 Pin 7 Pin 5 Pin标准通讯线 UPS端（9芯针式） 监控设备端（9芯孔式） 2 Pin 3 Pin 3 Pin 2 Pin 5 Pin 5 Pin第17页，共52页。通讯协议第18页，共52页。二、UPS内部的通讯功能 对于我们公司的电源产品，早期的纯模拟控制型UPS，在硬件电路中加入由单片机系统构成的采样、显示、通讯电路； 这些年来许多新产品中都是由单片机或DSP系统直接进行逆变、稳压、切换、保护、显示 等控制，对这样的机器，只需要利用单片机本身

8、就带有的串行通讯口将内部的数据按通讯协议与监控设备进行交换即可。 一般采用的是主从式通讯，既UPS为被动方。只有监控设备发送来一个请求命令后，UPS才会作出相应的应答。这样的好处是：当没有接监控设备时，UPS的通讯功能完全不必启动；监控设备也不必时刻准备接收UPS的数据。第19页，共52页。特别说明 我们公司所使用的电源监控软件绝大部分是外购的。 目前市面上主要的通用型电源监控软件产品是由“鼎坚”（台湾公司）和“凝智科技”两家提供。这就决定了大部分UPS厂家所使用的监控软件是一样的。甚至可以做到同样一套软件可以监控我们的UPS产品，也可以监控大陆或台湾产的绝大部分UPS。 只有APC、梅兰日兰

9、及欧洲一些UPS厂家的产品配套软件才不同，但“鼎坚”的软件也可以选择APC、梅兰日兰的通讯协议，对这些UPS进行监控。第20页，共52页。使用监控软件的目的 据统计，一台新计算机在购买后的三个月内，其内部存储的数据价值往往已超过了计算机本身。若这台计算机运行的是在网络服务器上，数据的增加还将更快。这时，一旦停电或由于其它的市电因素引起计算机停机，不仅进行中的数据立刻丢失，以前的所有文件也吉凶未卜。 只有UPS就安全吗? 断电可能发生在晚上，周末或管理人员外出时。这时，不见得有专人能在事件发生时做出适当的处理。一旦UPS耗尽了内部的储备电力，同样会出现系统的不正常关闭，这些情况会严重影响系统的操

10、作和运行。 这时候，能使计算机系统与UPS进行沟通，帮助处理电源问题，适时的提供高质量的安全保护的软件就显得尤其重要。 第21页，共52页。三、监控方案一 基于干接点多-点通讯监控 RUPS2000是“鼎坚”公司提供的干接点监控软件，相应的，“凝智科技”提供的同种功能软件名称叫PowerManager Lite。第22页，共52页。三、监控方案一 基于干接点多-点通讯监控 这种软件接受的是UPS送出的干接点信号，能够接收的信息有：市电正常/异常、电池正常/欠压，同时还有一组关闭UPS的信号。 （我们的部分型号UPS还具备其它干接点信号。） 由于每一组信号都要有一对线进行信息传递，即使采用光耦隔

11、离，共用地线的情况下，也需要n+1条线。因此，可传递的信息量很少。 由于送出的信号是电压的高低，一台UPS送出的信号可以给多台电脑接收。（需要通过专门的级联设备）第23页，共52页。三、监控方案一 基于干接点多-点通讯监控 本监控方案实际应用由于信息量有限，一般很少采用。但它在一些无线基站上,与通讯设备配合,实现对无人值守机房的电源监控还有一定的使用意义。 另一种应用场合如：在电力机房的门口或特定的位置安装上警灯或警笛，当UPS出现异常的时候，无源继电器隔离的干接点通讯相应的继电器吸合，让警灯闪烁或警笛鸣叫。这样，管理员即使不在电力机房长期值守，也可以第一时间获知电源异常。 但它有一个显著的优

12、点，即抗干扰性能好。由于传输的是稳定的电平信号，不易受外部干扰，在高可靠性要求的场合中就多有应用。第24页，共52页。四、监控方案二 基于RS232点-点通讯监控 “鼎坚”提供的软件为 UPSilon2000 “凝智科技”提供的软件为PowerManager 由于采用的是RS232通讯，只能是一台监控设备监控一台UPS。 它使用的是前面有介绍的两种通讯线（选择情况是视UPS内部的脚位连线定义） 这种软件目前只适用于单相UPS。三相UPS也能用，但只能看到一项的输入、输出参数。一般很少有三相UPS用的近端监控软件。 支持多种语言，并自动适应（或可选择）操作系统语言。第25页，共52页。四、监控方

13、案二 基于RS232点-点通讯监控第26页，共52页。四、监控方案二 基于RS232点-点通讯监控第27页，共52页。四、监控方案二 基于RS232点-点通讯监控硬件连接：第28页，共52页。四、监控方案二 基于RS232点-点通讯监控 随着电脑RS232通讯口越来越少，而USB口又十分容易扩展，目前，这个监控方案不仅可以使用RS232通讯，还可以在UPS内增加RS232/USB转化，或外置专用的转换线，实现UPS与电脑的USB口连接，达到监控的目的。 采用USB通讯监控方案，差别只是在通讯线上传输的是USB协议信号，必须连接在电脑的USB口上。第29页，共52页。五、监控方案三 基于RS48

14、5点-点通讯监控 本方案可以有两种监控方式。 第一：还是利用RS232监控软件，只不过是将数据传输方式先由RS232转为RS485，利用RS485信号进行远距离传输。到达监控设备端后再将RS485信号转换回RS232信号。 市场上有这样的转换器卖。第30页，共52页。五、监控方案三 基于RS485点-点通讯监控 第二种方法是：我们的较大功率UPS（10KVA以上）内部都已经具有RS485信号接口了。 我们公司也专门开发了采用RS485通讯的远程监控设备：远程监控器和集中监控器。它们其实就象是UPS的显示面板延伸，可以在远距离位置通过这个延伸后的面板监控UPS。 这种监控方式主要应用在 监控设备

15、离UPS距离较远，已 不能用RS232传输的场合。第31页，共52页。六、监控方案四 基于RS485点-多通讯监控 RS485信号与主从式通讯模式结合，使得一台监控器可以监控多台UPS。方法是：监控设备发出的请求命令中带有地址代码，因为所有的UPS通讯都连接在一起，同时接收到这条命令。每台UPS都将这条命令中的地址代码与自身的地址比较，完全相同的这台才作出应答。这样就不会出现多台UPS同时应答，数据重叠的问题了。 监控设备采用“轮询”的方式，逐一查询不同地址的UPS信息，最后进行综合处理、显示。 我们公司的集中监控器就是采用这种方式的。 它的应用场合是：客户想同时监控不只一台UPS，而又没有其

16、它通讯线路，或不允许使用其它通讯线路。第32页，共52页。六、监控方案四 基于RS485点-多通讯监控1号UPS2号UPS3号UPS4号UPSN号UPS（N32)RS485多机集中监控每台UPS的ID地址号可以设置.第33页，共52页。七、监控方案五 基于TCP/IP网络的软代理监控 当今社会,网络普及和技术发展速度日新月异，这为我们UPS的监控提供的良好的数据传输途径。 只要我们的UPS能够成为网络中的一个节点，就可以在这个网络所覆盖的所有区域内接收和发送信息，实现远距离的监控。而TCP/IP协议又保证了多台电脑监控一台UPS或一台电脑监控多台UPS 等各种需求的实现。 要想让UPS能够成为

17、网络中的一个节点，就需要有相应的网络代理设备，将UPS的RS232协议信息转换为TCP/IP协议、SNMP协议信息，通过网络进行传输。 这种网络代理可以是软代理（通过电脑本身的协议转换），或硬件代理（网卡）。第34页，共52页。七、监控方案五 基于TCP/IP网络的软代理监控网络软代理方式第35页，共52页。七、监控方案五 基于TCP/IP网络的软代理监控 前面这个方案中，UPS与电脑采用的是RS232通讯，所采用的监控软件、实现的功能与单机监控完全一样。而网络通讯的功能实际上是由安装在电脑上的单机UPS监控软件来完成的。如：UPSilon2000就可以将本伸采集到的UPS工作参数、工作状态以

18、TCP/IP协议的方式送到网络中。而所有联网的电脑都可以向近端的这台电脑要数据，也可以下达控制命令。当然，这些控制命令是由近端这台电脑转发给UPS的。 也可以在网络中其它电脑中安装客户端监控软件。它无法监视UPS的工作数据，但可以接收主电脑发出的UPS异常广播。当接收到UPS异常的信号后，可以保护本台电脑。这适合于管理者/普通用户的分级管理使用。第36页，共52页。七、监控方案五 基于TCP/IP网络的软代理监控 这种方案的优点是：成本较低，我们只需要卖给客户RS232监控软件即可。 缺点是：监控软件本身是基于点对点（一对一）监控，所以远端的这些电脑同一时间内只能监控一台电脑，一旦需要监控的电

19、脑很多，就需要频繁的手动换IP地址，十分麻烦，还会漏掉信息。 另一缺点是UPS附近要有一台电脑（由客户自己提供）。这是由于RS232通讯本身的距离限制决定的。第37页，共52页。八、监控方案六 基于TCP/IP网络的硬件代理监控第38页，共52页。八、监控方案六 基于TCP/IP网络的硬件代理监控 与软代理方式相比，硬件代理就是通过专门的网络硬件代理设备将UPS送出的RS232信息直接转换为TCP/IP协议的信息，送入网络中。我们将这种设备叫做网络适配器。第39页，共52页。八、监控方案六 基于TCP/IP网络的硬件代理监控 “鼎坚” NetAgent安装连接方式第40页，共52页。八、监控方

20、案六 基于TCP/IP网络的硬件代理监控 IP地址设置第41页，共52页。八、监控方案六 基于TCP/IP网络的硬件代理监控登录IE浏览器监视、控制UPS，并可进行设置。第42页，共52页。八、监控方案六 基于TCP/IP网络的硬件代理监控或用随设备配的专用监控软件集中监控所有UPS第43页，共52页。九、监控方案七 基于电信固定电话网的硬件代理监控 此监控方案中，网络适配器就相当于一个可自动拨号上网的Modem，它在设置好帐户名和登录密码后可用PPPOE拨号方式自动连接入InterNet。由于公共网采用的是动态地址分配，每次登录的IP地址是不同的，它会将当前的IP地址自动用Email等方式通

21、知管理员。第44页，共52页。九、监控方案七 基于电信固定电话网的硬件代理监控 这种监控方案解决了无网络环境下的监控，它利用了目前更普及的固定电话网实现数据传输。 连接建立后，它的监控方法和监控软件与TCP/IP网监控完全一样。 当然，它也存在缺点。首先，它还是要有一个网，只不过是固定电话网而已。而且这个电话网通道始终处于连接状态。其次，动态IP地址分配导致管理员工作的一定麻烦。第45页，共52页。十、监控方案八 基于移动通讯网的硬件代理监控 移动通讯网连接不受地形限制，无论市区、农村、高山、路边，在这些地方使用的UPS，只要移动通讯网能覆盖到，就可以用这种基于移动通讯网的硬件代理设备将UPS接入网络中。就象手机上网一样。第46页，共52页。十、监控方案八 基于移动通讯网的硬件代理监控 短信告警机其实就是网络适配器与手机的结合体。网络适配器本身可照样实现TCP/IP网络的监控（当然也可以不用这部分功能）；设备内收集到的UPS信息可以通过手机短信的方式与管理员进行交流。它包括：UPS一旦有异常，就可以将异常状态向多个管理员发出短信，进行告警；管理员可以向短信告警机发出一条特