第一篇：UPS電源監控及蓄電池放電系統研究與設計

UPS遠程集中監控及蓄電池放電系統的研究

與設計

南寧邁世信息技術有限公司 技術部 李軍海

摘要：UPS（Uninterruptible Power System）遠程集中監控及蓄電池放電系統是通過硬件和軟件技術，對UPS進行實時監控，了解UPS當前運行狀態，以及對UPS蓄電池進行定期遠程放電，保證蓄電池的使用壽命，同時采用集中管理的方式，對UPS設備運行信息進行集中化管理，達到及時準確發現設備故障及時處理的效果，使UPS設備可靠、穩定、高效的運作，對數據中心的穩定運行起到很重要的作用。關鍵詞：UPS遠程集中監控；蓄電池放電；集中化管理 引言

隨著信息網絡技術的不斷發展，各類大、中型組織的網絡信息化建設的設備資金投入日趨增加，其職能運行與計算機網絡的結合日趨緊密。UPS作為電力設備系統正常運行的基礎，一直以來是設備管理及維護工作中的一個盲區，為了彌補在供電系統方面的日常管理及維護工作的缺陷，實現UPS網絡遠程集中監控智能化管理的目的，提出了UPS監控系統的研究與設計，實現監控UPS的輸入、輸出電壓，輸入、輸出頻率，輸出電流，電池電壓，UPS主機溫度等運行參數，以及對故障的實時報警及記錄查詢，達到對供電系統進行保護的目的，智能化管理將是當今UPS監控系統發展的一個趨勢。

本文介紹一種UPS遠程集中監控及蓄電池放電系統，它遵循提前預警、防患于未然的設計思想，可以幫助運維人員有效查找UPS電源及蓄電池組的故障隱患。系統整體設計方案

2.1 系統組網結構

圖1 UPS遠程集中監控及蓄電池放電系統結構圖

系統構架由設備層、傳輸層、應用層三部分構成。在設備層專用計算機上安裝采集信息的客戶端軟件，通過采集軟件采集UPS信息傳輸到網絡上，應用層的終端服務器上集中管理不同區域上的UPS信息，維護人員在應用層終端查看各個區域UPS運行狀態以及進行遠程批量放電操作。1.2 系統實現功能

（1）對UPS運行狀態實時監測。（2）遠程對UPS蓄電池進行放電（3）監控數據集中化管理

（4）提供豐富的事件管理響應聯動接口 1.3 系統特點（1）通用性

系統的設計適用于220V/10A 的UPS設備，符合國際工業監控與開放式設計標準。（2）可靠性

系統具有良好的電磁兼容和電氣隔離性能，不影響被監控設備的正常工作。系統具有專家診斷功能，對于通訊中斷、采集數據異常等能夠準確診斷出故障點并及時報警。系統可連續工作365d×24h，采用工業級元器，提高可靠性。（3）安全性

系統有嚴格的密碼管理，確保系統運行安全。系統及設備出現故障不影響被監控的其他設備正常工作和功能的控制，具有良好的安全隔離功能。（4）豐富的事件響應接口

系統具有豐富的事件響應接口，能與其他系統實現兼容，提供相關事件響應。系統硬件設計 3.1 放電儀設計框圖

AC電源輸入12V電源AC電源輸入/輸出485接口固態繼電器485模塊板LED狀態圖2 放電儀設計框圖

空氣開關 放電儀硬件由通訊模塊、AC輸入模塊、AC輸入/輸出模塊三個模塊組成，AC輸入模塊主要是給485模塊板提供電源，通過通訊模塊給485模塊板發送指令，控制AC輸入/輸出模塊的通斷，達到切斷市電的目的，實現遠程給UPS蓄電池進行充放電。AC輸入/輸出模塊默認為常閉通電，即使設備硬件損壞也不影響市電供電。3.2 放電儀安裝圖

圖3 放電儀安裝圖 系統軟件設計

4.1 集中管理終端 4.1.1 軟件流程圖

開始系統初始化N告警是否解決？NY是否有機臺告警？數據采集是否有機臺異常？Y異常是否解決YNYNYN放電是否結束是否需要放電？NY機臺運行正常

圖4 集中管理終端軟件流程圖

集中管理終端主要集中采集顯示不同區域機臺信息，實時更新，當某個機臺出現告警或異常狀態時，終端WEB頁面將置頂顯示，第一時間告知維護人員故障信息，及時處理故障信息。終端采集UPS信息包括當前UPS狀態、輸入電參數、輸出電參數、電池參數以及當前告警狀態等，通過集中分類管理，維護人員可查看任何機臺實時信息。同時，維護人員可通過集中終端給UPS蓄電池批量進行遠程放電，達到定期對蓄電池維護的目的，延長蓄電池的使用壽命。

4.1.2 WEB頁面設計

集中管理終端WEB頁面設計主要分整體狀態、分廠區、事件日志查詢、實時監控數據查詢、遠程放電、系統管理六個模塊，頁面設計遵循維護人員使用習慣，界面清晰明了，操作簡易，方便管理。如圖5 所示。

圖5 集中管理終端WEB頁面設計

4.2 數據采集端 4.2.1 軟件流程框圖

開始系統初始化數據采集N是否有事件觸發執行事件響應Y上傳數據至集中管理終端 圖6 數據采集端軟件流程圖

數據采集端軟件安裝在每個機臺的PC機上，負責采集每個區域點UPS的運行信息，把信息上傳給集中管理終端。數據采集端除了對UPS運行狀態、輸入電參數、輸出電參數、電池參數等數據的采集，同時還提供UPS故障觸發接口。當UPS發生告警或異常事件時，事件會第一時間上傳到終端，及時告知維護人員，同時，還支持接入其他監控系統，觸發事件一旦產生，可以響應其他監控系統進行相應的動作。4.2.2 軟件顯示界面設計

數據采集端軟件主要分UPS狀態、日志查詢、應用設置三個模塊。UPS狀態主要實時顯示輸入電參數、電池狀態、輸出電參數等信息，同時對當前UPS蓄電池進行測試及放電操作，日志查詢可查詢到相關故障記錄，應用設置可設置當前UPS的相關信息，方便區分管理，以及提供開放的事件響應接口。如圖7所示。

圖7 數據采集端界面圖 總結

本文針對UPS遠程集中監控及蓄電池放電系統的研究，提出硬件和軟件設計方案，實現了對UPS設備進行集中化管理，使UPS設備可靠、穩定、高效的運行，從而確保數據中心系統的穩定運行，保證企業核心業務高效運營。

2015/07/10

第二篇：銀行UPS蓄電池監控擴容說明1304[定稿]

UPS蓄電池監控說明：

一、方案簡介

陜西某銀行前期已經建設動力環境監控系統，對前期的UPS設備已經做了監控接入。本次需接入蓄電池單體，需做到蓄電池充放電電流、單體電壓、電池組表面溫度、電池單體內阻等性能監控。由于前期已有監控管理平臺，因此本次只需要考慮增加采集器和蓄電池監控儀即可。

現場組網示意圖如下：（紅色虛線內為本次新增設備）

根據現場16組*40節*12V的實際情況，每蓄電池監測儀最多可監測24節電池單體，因此每電池組需配置2臺蓄電池監測儀，共配置32臺。

二、產品描述

BMM-S2121（220VAC供電）： 1）產品功能

? 在線自動檢測每節蓄電池電壓、蓄電池組端電壓、充放電電流和溫度等； ? 在線自動定期（周期可設）測試蓄電池內阻； ? 實時報警功能，實現對電壓、溫度、內阻的超限報警；

? 現場報警，干節點輸出閉合，可實現遠端計算機報警并顯示報警內容；

? 具有RS485通訊接口，可接入監控系統或現場采集單元，實現數據和告警信息上送，達到遠程監控蓄電池組的目的；

? 采用模塊化設計，安裝、使用和維護方便，且模塊間相互隔離、可靠性高； 2）技術參數

輸入電源： AC/DC220V±15％ 模塊規格： 24節型

電壓檢測范圍： 8.5～18V(適用于12V電池)電壓檢測精度： ±0.2% 內阻測量范圍： 0.05mΩ～100mΩ 內阻測量精度： ±（2.5%+25 μΩ）電流檢測范圍： 0～±2000A 電流檢測精度： ±1% 溫度測量精度： ± 0.5℃ 輸入絕緣電阻： ≥10MΩ 500V 數據輸出接口： RS485 現場顯示方式： LED工作狀態指示

現場報警方式： 一路接點輸出，報警時節點閉合 現場控制方式： 一路接點輸出

電池維護方式： 自動或遠程控制（可設）尺寸及質量： 420×200×44(mm)重量： 3Kg 安裝方式： 機架、壁掛

三、現場安裝示意圖

蓄電池監測儀現場可根據實際情況安裝在電池架的頂部或側面，如下圖所示： 說明：考慮到內阻的監測，蓄電池監測儀不考慮在機房掛墻安裝。

四、現場安裝注意事項

1、為了保證施工人員和設備的安全，請將電池組從運行設備中脫離；

2、請注意電池極性和接線線序；

3、因內阻測試時會產生熱量，安裝時注意保持模塊的通風良好；

4、做好工器具的絕緣工作，正確使用工器具。

第三篇：智能網絡UPS電源監控技術的研究（定稿）

智能網絡UPS電源監控技術的研究

UPS(UninterruptiblePowerSystem)即不間斷電源，是一種以逆變器為主要元件、穩壓穩頻輸出的計算機電源保護設備。UPS是伴隨著計算機的誕生而出現的。特別是微型計算機的飛速發展，客觀上促進了UPS電源的發展[1]。UPS的基本功能就是停電時能夠接替市電持續地供應電力，由于電子元器件反應速度快，停電的瞬間在4-8ms內繼續供應電力，解決現有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現象，使我們的計算機系統和網絡運行更加穩定安全。

隨著計算機技術的發展，計算機及其網絡對相應的電力保障提出了更高的要求，在這樣的前提下，智能網絡UPS電源應運而生。智能網絡UPS電源系統，主要是以網絡為管理對象，在UPS主機的輸出端增設RS232，485接El，SNMP(簡單網絡管理協議)卡等類型的通信接13，利用接口經過專用的通信電纜同服務器、路由器、網關等設備上相對應的通信接口相連，把UPS電源與計算機網絡構成一個具有監控功能的智能網絡供電系統。目前UPS網絡智能化技術主要有2個方面：一是與服務器上的軟件協調工作，使UPS除了完成不問斷供電外，還能實現網絡故障報警、事件、數據日志記錄、UPS參數自動測試分折、調節功能等；二是將傳統UPS通過硬件接口與計算機相連，結合特殊設計的軟件，提供完整的電源管理方案，以加強UPS節能功能。

UPS的監控技術主要有三種[2]：(1)基于串行通信方式的監控技術；(2)基于Web的監控技術；(3)基于SNMP的監控技術。

基于串行通信方式的監控技術受通信距離的限制，主要用于局域網中UPS的監控；基于web的監控技術將UPS與一臺主機相連，通過主機上的Web瀏覽器對分布在WAN范圍內的UPS進行監控，定期產生UPS的狀態報告(包括UPS狀態和電池狀態)并轉換成一定的格式文件，以便于UPS的管理、診斷、事件處理，保證電力或UPS故障時計算機系統的安全關閉，使UPS處于健康的運行狀態，提高電力故障時計算機網絡的可用性。它的便利在于無需對現有的電源系統作任何改造。但是通過主機上網，通信監控軟件安裝在系統主機上，它工作時需要占用大量主機資源，如果UPS的信息量很大，勢必會影響到主機的穩定運行和性能?；赟NMP的監控技術主要用于UPS數量多、分布廣的企業級網絡中。給UPS配個網卡或直接將SNMP適配器集成到UPS里，把UPS作為網絡中的獨立節點進行控制和診斷，通過網絡訪問自己的計算機和網站，或通過串口與網絡訪問監控系統對電源系統進行遠程監控或網絡關機，實時提供UPS的電流、電壓、電池后備時間和負載量的狀態分析，出現故障時及時通知用戶，以便系統管理員可以迅速簡便地判斷出電源故障的發生處并迅速得以解決，使對網絡性能的影響減至最小，并能定時開關UPS和系統實現UPS的自檢等。這種方式的UPS系統反映靈敏，可操控性強，應用范圍十分廣泛。下面主要論述基于SN—MP監控技術的智能網絡UPS系統。

一個完整的智能網絡UPS系統硬件部分應當至少包含整流濾波部分、逆變部分、蓄電池系統以及其他的輔助部分，各部分協調一致才能形成一個良好的UPS運行環境，它的系統結構如圖l所示，該系統通過R8232電源發生電路與UPS適配器相連，而UPS適配器代替相應的計算機作為網絡的一個節點接入網絡，也就是說每一個UPS都有其獨市的口地由}，網絡上的其他用戶和網絡管理員只要輸人IP地址，就可看到UPS的任何信息Ⅲ。管理員可以使用網絡內的任何一臺計算機對相應的UPS進行監挎。有特殊情況時，軟件可以通過傳呼、E—mail等方式通知維護人員作出相應的反映，當UPS遇到特殊情況時，也町從網絡內的任何一臺計算機觀察UPS的基本情況，并實施有效的措施。它的基本設計原理如圖2所示。

高度智能的UPS監控技術不僅僅需要硬件系統的支持，更要有相應的電源監控軟件、SNMP管理器的支持，用戶可執行UPS與網絡平臺之間的遠程監控和數據的網絡通信操作，使UPS具有遠程管理能力，成為網絡系統中的重要組成部分。智能化UPS監控系統的軟件部分主要由智能網絡UPS通迅顯示模塊、與計算機的通訊部分和看門狗電路三部分組成。

通迅顯示模塊的主要功能是把UPS使用過程中的各種信息顯示到控制面板上的液晶屏上，主要的硬件連接方式是利用單片機(例如AT89C51)與液晶顯示屏以模接口方式連接；開關機鍵直接與89C51的INTO相連接，以中斷的方式實現系統的開關機功能，同時設計相府的菜單結構以簡化操作。

通訊部分主要負責UPS與計算機之間的通訊，一般采用雙路驅動器／接收器Max232來實現相應的功能。軟件設計中，其接I：l程序主要由發送子程序和通訊口中斷處理接收子程序組成，發送時，先發送一個起始位(低電平)，接著按低位在先的順序發送8位數據，最后發送停止位。接收時，先判斷RXU接收端口是否有起始低電平出現，如有則按低位在先的順序接收8位數，最后判斷RXD是否有高電平出現，如有則完成一個數據接收，否則繼續等待。程序流程圖如下圖所示。其中圖3為發送過程流程圖，圖4為接收過程流程圖。

結論：UPS系統與Internet技術的緊密結合，使得UPS系統比以往任何時候都更易用，也更安全。隨著網絡的廣泛化和全球化。用戶對網絡可用性的要求會越來越高，使UPS從對網絡關鍵設備的保護延伸至對整個網絡路徑的保護，這也對UPS電源的進一步發展提出了更高的要求。

第四篇：監測監控機房檢測UPS電源安全技術措施

九里山礦監測監控機房檢測UPS電源

專項安全技術措施

為了保證監測監控機房UPS設備長期穩定的運行，對機房UPS設備進行維保工作，因檢測UPS電源,需要停止監測監控機房供電，在停電期間，防止監測終端，造成數據丟失，為使檢測工作能夠安全順利地進行，特制定安全技術措施如下：

一、施工時間： 2012年12月31日 8:00-12：00

二、施工地點：地面監測監控機房

三、施工負責人：

四、安全措施

1.檢測UPS電源前，對井下各地點監控分站及瓦斯傳感器進行全面檢查，確保監控有效。

2.由通風區提前列出工作計劃，并上報礦生產計劃會，經礦值班領導同意后方可進行施工。

3.工作進行前必須上報焦煤集團監測監控中心。

4.熔接信號傳輸光纜前，必須向調度室匯報請示，只有在接到調度室批準后方可進行施工。

5.檢測UPS電源前，檢查UPS電源的狀態，電壓、頻率是否在UPS允許的范圍。

6.檢測UPS電源期間，井下嚴禁進行任何采掘活動、電焊氣割、打鉆等生產活動。

7.由調度室安排專人斷開監測監控機房電源開關，將自動轉入電池運行方式，確認由電池向負載供電；

8.監測工作人員要負責經常認真檢查確認UPS后端負載是否正常運行；

9.檢測UPS電源期間，UPS電池出現低電壓告警或出現UPS不能輸出供電，馬上停止放電測試，應立即恢復正常供電，并查明原因進行處理。

10.檢測UPS電源工作結束后，立即對礦井監測監控系統進行調試，確認信號傳輸穩定、系統運行正常，安全無問題。

11.檢測UPS電源工作結束后，必須向調度室匯報。

通風區

2012-12-25

第五篇：xx電廠監控系統UPS電源增容改造工程技術方案

***電廠監控系統UPS電源增容改造工程

技術方案

一、.技術要求

本工程UPS設備采用三進三出、在線式交流不間斷電源系統，數量兩臺，單機容量30kVA，單機標配手動維修旁路。兩臺30kVA的UPS須組成冗余互備系統，系統雙總線輸出，系統電池后備時間單機要求為不小于1小時。

1、基本性能 1.1正常使用條件

環境溫度：0℃～40℃

相對濕度≤95%（（40±2）℃，無凝露）1.2儲存運輸環境及機械條件

環境溫度：-5℃～5℃（不含電池）

振動、沖擊條件：符合GB/T14715-93中5.3.2的規定。1.3外觀與結構

機箱鍍層牢固，漆面均勻，無剝落、銹蝕及裂痕等現象。機箱表面平整，所有標牌、標記、文字符號應清晰、正確、整齊。

1.4UPS的逆變器：輸出電壓：380VAC，穩態精度：±1%。

1.5整流器優選12脈沖整流器方式，其中每臺UPS的12脈沖整流器應由12只晶閘管和輸入移相隔離變壓器組成。

2、電磁兼容

應符合IEC EN 62040-2的判斷準則。

3、電氣特性 3.1輸入特性 ? 額定容量：30kVA ? 輸入電壓：主電源輸入 380V±25% ? 全數字控制技術

UPS包含有全功率整流器和逆變器的在線式雙變換UPS，市電正常既電池狀態時所有負載均由逆變器供電。UPS必須是數字UPS，采用全數字控制技術，整流逆變均采用全數字化控制，可靠性高。UPS內置并機功能，內置LBS,內置D級防雷器。? 電流畸變：THDi＜5% ? 輸入頻率：50Hz±10%

? 頻率跟蹤范圍：50Hz±5%可調 ? 頻率跟蹤速率：≤1Hz/s 3.2輸出特性

? 配置內置逆變輸出隔離變壓器 ? 輸出電壓：380V±1%,三相四線/五線 ? 輸出電壓穩壓精度：正常狀態±1% ? 輸出頻率：50Hz ? 輸出頻率穩定精度：±0.1% ? 總電壓諧波失真度：

100%線性負載 ≤3% 相/相，≤3%相/中線 100%非線性負載 ≤5% 相/相，≤5%相/中線 ? 動態電壓瞬變范圍：±5%（空載至滿載）? 恢復時間：≤20ms ? 不平衡負載電壓相移：≤1° ? 輸出功率因數為0.9 ? 輸出電流峰值系數：≥3:1 3.3切換時間

? 市電電池切換時間：0ms ? 旁路逆變切換時間：﹤4ms（逆變器故障切換）3.4工作效率

系統效率：≥93%（包括輸出變壓器效率）3.5允許100%三相不平衡

由于UPS的逆變器采用三相獨立逆變調節電路，可根據負載電流的大小、功率因數及每相電壓反饋自動調整，故可承受100%的不平衡負載。3.6適應負載從0至100%或100%至0的躍變

UPS在負載發生100%的躍變時，輸出電壓的瞬間變化在±5%以內，并且在20毫秒內迅速恢復到±1%.3.7過載能力：

125%額定電流 10min 150%額定電流 60s 單相200%額定電流 30s

4、智能化電池管理

UPS應具有以下電池管理功能，以有效延長電池使用壽命，電池必須保證質量，采用一

線品牌蓄電池，并提供原廠出廠證明。? 采用間隙式充電方式

? 充電和放電電流的監測與控制 ? 電池過放電的自動保護

5、UPS必須具有并機功能

? 采用模塊化并機，單機必須具有獨立的旁路系統 ? 擴容簡便易行，可實現在線擴容（無須轉旁路）? 采用環形并機通訊電纜，以解決并機控制的故障瓶頸 ? 針對雙輸出總線系統切換，UPS須配置同步控制器

? 并機系統應可以根據實際負載自動調整UPS運行數量，以提高UPS系統運行效率。

6、防雷

UPS應具備防雷裝置，能承受模擬雷擊電壓波形10/700μs，幅值為5kV的沖擊5次，模擬雷擊電流波形8/20μs，幅值為20kA的沖擊5次，每閃沖擊間隔時間為1min，設備應能正常工作。

7、安全要求 7.1機殼保護

UPS保護接地裝置與金屬外殼的接地螺釘間應具有可靠的電氣連接，其電阻應不大于0.1Ω。

7.2絕緣電阻

UPS的輸入端、輸出端對地，施加500V直流電壓，絕緣電阻應大于2MΩ。

8、監控

UPS須具備標準的SNMP通訊接口，并提供與通訊接口配套使用的通訊線纜、各種告警信號輸出端子。該端口使UPS能夠用TCP/IP直接與所有的以太網連接，利用網上任何一臺計算機都可以通過網絡管理UPS。

須提供監控軟件，該管理軟件可以實時的監控UPS的運行狀態、各項電氣參數指標，可根據實際負載的大小測定電池的實際放電時間和容量。

9、可靠性

UPS設備在正常使用環境條件下，平均無故障間隔時間MTBF應不小于20萬小時。

10、質保

UPS全系統（含UPS主機、電池組、并機組件等）質保三年。

二、安全文明要求

為確保工程施工安全，在開工之前組織施工人員、專職安全員和電廠安監人員進行項目開工會議給施工方予以安全教育,施工人員經考試合格方能進入現場。

針對施工安全建立現場安全質量管理小組,設安全專責及質量專責各一名，安全專責負責安全文明巡查并負責組織本項目的內部安全相關驗收工作，質量專責負責監督工程各階段施工質量及階段性驗收。工程經過內部驗收合格后，由項目部報請電廠組織專項驗收。在安全質量管理小組的督導下，進行安全生產。

3.1、所有施工人員必須牢固樹立“安全第一，預防為主”的思想，嚴格執行《電業安全工作規程》，遵守電廠安全管理制度，確保施工中人身和設備安全。

3.2、所有進入現場的工作人員，包括管理人員和施工隊伍都必須按要求正確著裝，配戴好安全帽。3.3、施工現場嚴格執行“三齊”、“三凈”、“三不亂”、“三不見”的規定： 三齊：設備擺放整齊；工、器具擺放整齊；材料擺放整齊。三凈：開工前、施工中、完工后場地干凈。三不亂：電線不亂拉；管道不亂放；雜物不亂丟。三不見：地面不見油污；不見垃圾；不見散亂的材料器具。3.4、高空作業必須系好安全帶或懸掛安全網。

3.5、腳手架施工嚴格遵守《電業安全工作規程》要求，搭設完成并經過安全專責驗收。如竹夾板必須扎牢，高處平臺必須設置1.05m高的欄桿，嚴禁上下拋遞材料或工具等。

3.6、建立持證上崗制度，對特殊工種如電焊、電工等特殊工種的操作人員必須持證上崗。3.7、禁止違章作業。凡是有人作業，每個工作面必須有監護人員巡視。禁止在施工現場單獨作業，每天施工完畢離場前由現場施工負責人召集清點人數，所有人員按序離場，不得在人數不全的情況下擅自離場。

3.8凡是危險作業，必須有工作負責人在作業前進行簡要的安排教育，工作負責人或監護人站守現場。專職安全員不定期抽查安全文明施工情況。

三、施工進度計劃及控制措施

3.1工程計劃工期：**年**月**日－**年**月**日，具體根據電廠系統運行方式而定 3.2工期控制措施

3.2.1配備業務精、技術好，事業心強、有工程施工經驗的人員，組建一支由骨干成員組成的項目施工作業隊。

3.2.2 在施工計劃時期內爭取早開工，人員、工器具、設備、材料等提前到位，以早開工促進各項工作的進程，加快項目的實施。

3.2.3嚴格執行施工方案及操作流程，強化施工現場管理，做到文明施工。

3.2.4強化施工安全生產管理，避免因發生安全事故而影響工程進度。

四、現場文明施工措施

4.1建立文明施工責任制，明確管理負責人，做到現場清潔整齊。4.2現場施工設備管理方面的措施：

現場使用的施工設備，要按平面固定點存放，安全裝置可靠。4.3現場衛生管理的措施：

施工現場、材料堆放地點保持清潔衛生，建立衛生區域專人打掃。