(完整版)UPS軟件與監(jiān)控

UPS軟件與監(jiān)控制作日期：2010.6.13培訓(xùn)對(duì)象：技術(shù)類員工培訓(xùn)目標(biāo)：了解UPS電源監(jiān)控的各種方案課程時(shí)數(shù)：4小時(shí)培訓(xùn)方式：講授法考核方式：實(shí)際操作教學(xué)說明目錄一、相關(guān)知識(shí)二、UPS內(nèi)部的通訊功能三、監(jiān)控方案一基于干接點(diǎn)多-點(diǎn)通訊監(jiān)控四、監(jiān)控方案二基于RS232點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控五、監(jiān)控方案三基于RS485點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控六、監(jiān)控方案四基于RS485點(diǎn)-多通訊監(jiān)控七、監(jiān)控方案五基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的軟代理監(jiān)控八、監(jiān)控方案六基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的硬件代理監(jiān)控九、監(jiān)控方案七基于電信固定電話網(wǎng)的硬件代理監(jiān)控十、監(jiān)控方案八基于移動(dòng)通訊網(wǎng)的硬件代理監(jiān)控十一、監(jiān)控方案九MODBUS協(xié)議轉(zhuǎn)換卡一、相關(guān)知識(shí)1、干接點(diǎn)信號(hào)傳輸2、RS232串行異步傳輸3、RS422/RS485串行異步傳輸4、調(diào)制與解調(diào)5、SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議6、通訊協(xié)議1、干接點(diǎn)信號(hào)傳輸

干接電信號(hào)傳輸就是通過信號(hào)線上的電平高/低來代表：某個(gè)狀態(tài)的正常/異常、某個(gè)開關(guān)的開/關(guān)狀態(tài)等。它需要一對(duì)線來傳輸一個(gè)信號(hào)。由于信號(hào)是在設(shè)備間進(jìn)行交換，往往會(huì)涉及到電氣隔離的問題，因此我們在UPS內(nèi)部必需加入對(duì)信號(hào)的電器隔離電路。隔離方式有：有源光耦隔離和無源繼電器隔離。1、干接點(diǎn)信號(hào)傳輸

干接電信號(hào)傳輸就是通過信號(hào)線對(duì)上的電平高/低來代表：某個(gè)狀態(tài)的正常/異常、某個(gè)開關(guān)的開/關(guān)狀態(tài)等。它需要一對(duì)線來傳輸一個(gè)信號(hào)。由于信號(hào)是在設(shè)備間進(jìn)行交換，往往會(huì)涉及到電氣隔離的問題，因此我們在UPS內(nèi)部必需加入對(duì)信號(hào)的電氣隔離電路。隔離方式有：有源光耦隔離和無源繼電器隔離。無源繼電器隔離

由于采用的是繼電器，次級(jí)允許電壓較高、電流較大，可連接在警燈、警笛上。

有源光耦隔離電路

受光耦特性限制，次級(jí)電流應(yīng)小于10mA。一般連接于電腦或其它電子設(shè)備的通訊口上。2、RS232串行異步傳輸RS232全稱是電子工業(yè)協(xié)會(huì)推薦的標(biāo)準(zhǔn)232號(hào)----稱為EIARS-232。它是指：在數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間進(jìn)行串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的接口。我們將數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）分別看作“計(jì)算機(jī)設(shè)備”和“調(diào)制解調(diào)設(shè)備”。它其實(shí)包含了對(duì)接口間電路功能的描述、電信號(hào)特性和接口電路（包括連接器）的機(jī)械特性描述。接口端子DB9接口端子DB25串行傳輸一字節(jié)二進(jìn)制數(shù)據(jù)在控制電路處其電壓一般為0~電源電壓信號(hào)；在通訊線，包括電腦的COM口上，電壓為-15~+15V電壓信號(hào)（反邏輯信號(hào)，即負(fù)電壓代表數(shù)值1。）由于存在傳輸線路上的電壓衰減，傳輸距離一般為20米之內(nèi)。當(dāng)波特率較低，通訊線質(zhì)量較好，電壓衰減較小時(shí)，距離可達(dá)到60米左右。RS422/RS485串行異步傳輸RS422/RS485：

1、采用的仍然是串行異步傳輸；

2、電氣特性RS232是共模傳輸，而RS422/RS485是差模傳輸；

3、RS422/RS485傳輸距離可以達(dá)到1200米；

4、RS422/RS485可以在數(shù)據(jù)包中加入地址碼實(shí)現(xiàn)一對(duì)多通信；

5、RS422/RS485通信有專門的驅(qū)動(dòng)芯片；調(diào)制與解調(diào)比如：調(diào)制解調(diào)器SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議SNMP是簡單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的英文縮寫。有關(guān)網(wǎng)絡(luò)方面的知識(shí)在這里不詳細(xì)介紹。每一個(gè)支持SNMP協(xié)議的產(chǎn)品都會(huì)附有一個(gè)協(xié)議解釋文件,以MIB為后綴名?？梢杂梦谋疚募庉嬈髦苯哟蜷_閱讀，在NMS專用網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)上可以編譯進(jìn)系統(tǒng)。我們的產(chǎn)品利用該協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)代理設(shè)備，將UPS作為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)（擁有IP地址）接入網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的一臺(tái)電腦監(jiān)控多臺(tái)UPS或多臺(tái)電腦同時(shí)監(jiān)控一臺(tái)UPS的功能。通訊協(xié)議

通訊協(xié)議就是通訊雙方事先約定的一種共同遵守的數(shù)據(jù)傳輸電氣、格式、解釋等準(zhǔn)則。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，收、發(fā)雙方都按此約定輸出或接收，并解釋數(shù)據(jù)。通訊協(xié)議必需嚴(yán)格遵守！例：監(jiān)控設(shè)備發(fā)出：

Q1<CR>UPS的應(yīng)答：

(MMM.MNNN.NPPP.PQQQRR.RS.SSTT.Tb7b6b5b4b3b2b1b0<CR>通訊協(xié)議通訊線：M2502通訊線UPS端（9芯針式）監(jiān)控設(shè)備端（9芯孔式）

6Pin3Pin9Pin2Pin7Pin5Pin標(biāo)準(zhǔn)通訊線UPS端（9芯針式）監(jiān)控設(shè)備端（9芯孔式）

2Pin3Pin3Pin2Pin5Pin5Pin通訊協(xié)議二、UPS內(nèi)部的通訊功能

對(duì)于我們公司的電源產(chǎn)品，早期的純模擬控制型UPS，在硬件電路中加入由單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的采樣、顯示、通訊電路；這些年來許多新產(chǎn)品中都是由單片機(jī)或DSP系統(tǒng)直接進(jìn)行逆變、穩(wěn)壓、切換、保護(hù)、顯示等控制，對(duì)這樣的機(jī)器，只需要利用單片機(jī)本身就帶有的串行通訊口將內(nèi)部的數(shù)據(jù)按通訊協(xié)議與監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行交換即可。一般采用的是主從式通訊，既UPS為被動(dòng)方。只有監(jiān)控設(shè)備發(fā)送來一個(gè)請求命令后，UPS才會(huì)作出相應(yīng)的應(yīng)答。這樣的好處是：當(dāng)沒有接監(jiān)控設(shè)備時(shí)，UPS的通訊功能完全不必啟動(dòng)；監(jiān)控設(shè)備也不必時(shí)刻準(zhǔn)備接收UPS的數(shù)據(jù)。特別說明

我們公司所使用的電源監(jiān)控軟件絕大部分是外購的。目前市面上主要的通用型電源監(jiān)控軟件產(chǎn)品是由“鼎堅(jiān)”（臺(tái)灣公司）和“凝智科技”兩家提供。這就決定了大部分UPS廠家所使用的監(jiān)控軟件是一樣的。甚至可以做到同樣一套軟件可以監(jiān)控我們的UPS產(chǎn)品，也可以監(jiān)控大陸或臺(tái)灣產(chǎn)的絕大部分UPS。只有APC、梅蘭日蘭及歐洲一些UPS廠家的產(chǎn)品配套軟件才不同，但“鼎堅(jiān)”的軟件也可以選擇APC、梅蘭日蘭的通訊協(xié)議，對(duì)這些UPS進(jìn)行監(jiān)控。使用監(jiān)控軟件的目的

據(jù)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)新計(jì)算機(jī)在購買后的三個(gè)月內(nèi)，其內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)價(jià)值往往已超過了計(jì)算機(jī)本身。若這臺(tái)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的是在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，數(shù)據(jù)的增加還將更快。這時(shí)，一旦停電或由于其它的市電因素引起計(jì)算機(jī)停機(jī)，不僅進(jìn)行中的數(shù)據(jù)立刻丟失，以前的所有文件也吉兇未卜。只有UPS就安全嗎?

斷電可能發(fā)生在晚上，周末或管理人員外出時(shí)。這時(shí)，不見得有專人能在事件發(fā)生時(shí)做出適當(dāng)?shù)奶幚怼Ｒ坏︰PS耗盡了內(nèi)部的儲(chǔ)備電力，同樣會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)的不正常關(guān)閉，這些情況會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的操作和運(yùn)行。這時(shí)候，能使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與UPS進(jìn)行溝通，幫助處理電源問題，適時(shí)的提供高質(zhì)量的安全保護(hù)的軟件就顯得尤其重要。三、監(jiān)控方案一基于干接點(diǎn)多-點(diǎn)通訊監(jiān)控RUPS2000是“鼎堅(jiān)”公司提供的干接點(diǎn)監(jiān)控軟件，相應(yīng)的，“凝智科技”提供的同種功能軟件名稱叫PowerManagerLite。三、監(jiān)控方案一基于干接點(diǎn)多-點(diǎn)通訊監(jiān)控

這種軟件接受的是UPS送出的干接點(diǎn)信號(hào)，能夠接收的信息有：市電正常/異常、電池正常/欠壓，同時(shí)還有一組關(guān)閉UPS的信號(hào)。（我們的部分型號(hào)UPS還具備其它干接點(diǎn)信號(hào)。）由于每一組信號(hào)都要有一對(duì)線進(jìn)行信息傳遞，即使采用光耦隔離，共用地線的情況下，也需要n+1條線。因此，可傳遞的信息量很少。由于送出的信號(hào)是電壓的高低，一臺(tái)UPS送出的信號(hào)可以給多臺(tái)電腦接收。（需要通過專門的級(jí)聯(lián)設(shè)備）三、監(jiān)控方案一基于干接點(diǎn)多-點(diǎn)通訊監(jiān)控

本監(jiān)控方案實(shí)際應(yīng)用由于信息量有限，一般很少采用。但它在一些無線基站上,與通訊設(shè)備配合,實(shí)現(xiàn)對(duì)無人值守機(jī)房的電源監(jiān)控還有一定的使用意義。另一種應(yīng)用場合如：在電力機(jī)房的門口或特定的位置安裝上警燈或警笛，當(dāng)UPS出現(xiàn)異常的時(shí)候，無源繼電器隔離的干接點(diǎn)通訊相應(yīng)的繼電器吸合，讓警燈閃爍或警笛鳴叫。這樣，管理員即使不在電力機(jī)房長期值守，也可以第一時(shí)間獲知電源異常。但它有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，即抗干擾性能好。由于傳輸?shù)氖欠€(wěn)定的電平信號(hào)，不易受外部干擾，在高可靠性要求的場合中就多有應(yīng)用。四、監(jiān)控方案二基于RS232點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控“鼎堅(jiān)”提供的軟件為UPSilon2000“凝智科技”提供的軟件為PowerManager

由于采用的是RS232通訊，只能是一臺(tái)監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控一臺(tái)UPS。它使用的是前面有介紹的兩種通訊線（選擇情況是視UPS內(nèi)部的腳位連線定義）這種軟件目前只適用于單相UPS。三相UPS也能用，但只能看到一項(xiàng)的輸入、輸出參數(shù)。一般很少有三相UPS用的近端監(jiān)控軟件。支持多種語言，并自動(dòng)適應(yīng)（或可選擇）操作系統(tǒng)語言。四、監(jiān)控方案二基于RS232點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控四、監(jiān)控方案二基于RS232點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控四、監(jiān)控方案二基于RS232點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控硬件連接：四、監(jiān)控方案二基于RS232點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控

隨著電腦RS232通訊口越來越少，而USB口又十分容易擴(kuò)展，目前，這個(gè)監(jiān)控方案不僅可以使用RS232通訊，還可以在UPS內(nèi)增加RS232/USB轉(zhuǎn)化，或外置專用的轉(zhuǎn)換線，實(shí)現(xiàn)UPS與電腦的USB口連接，達(dá)到監(jiān)控的目的。采用USB通訊監(jiān)控方案，差別只是在通訊線上傳輸?shù)氖荱SB協(xié)議信號(hào)，必須連接在電腦的USB口上。五、監(jiān)控方案三基于RS485點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控

本方案可以有兩種監(jiān)控方式。第一：還是利用RS232監(jiān)控軟件，只不過是將數(shù)據(jù)傳輸方式先由RS232轉(zhuǎn)為RS485，利用RS485信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。到達(dá)監(jiān)控設(shè)備端后再將RS485信號(hào)轉(zhuǎn)換回RS232信號(hào)。市場上有這樣的轉(zhuǎn)換器賣。五、監(jiān)控方案三基于RS485點(diǎn)-點(diǎn)通訊監(jiān)控

第二種方法是：我們的較大功率UPS（10KVA以上）內(nèi)部都已經(jīng)具有RS485信號(hào)接口了。我們公司也專門開發(fā)了采用RS485通訊的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備：遠(yuǎn)程監(jiān)控器和集中監(jiān)控器。它們其實(shí)就象是UPS的顯示面板延伸，可以在遠(yuǎn)距離位置通過這個(gè)延伸后的面板監(jiān)控UPS。這種監(jiān)控方式主要應(yīng)用在監(jiān)控設(shè)備離UPS距離較遠(yuǎn)，已不能用RS232傳輸?shù)膱龊?。六、監(jiān)控方案四基于RS485點(diǎn)-多通訊監(jiān)控RS485信號(hào)與主從式通訊模式結(jié)合，使得一臺(tái)監(jiān)控器可以監(jiān)控多臺(tái)UPS。方法是：監(jiān)控設(shè)備發(fā)出的請求命令中帶有地址代碼，因?yàn)樗械腢PS通訊都連接在一起，同時(shí)接收到這條命令。每臺(tái)UPS都將這條命令中的地址代碼與自身的地址比較，完全相同的這臺(tái)才作出應(yīng)答。這樣就不會(huì)出現(xiàn)多臺(tái)UPS同時(shí)應(yīng)答，數(shù)據(jù)重疊的問題了。監(jiān)控設(shè)備采用“輪詢”的方式，逐一查詢不同地址的UPS信息，最后進(jìn)行綜合處理、顯示。我們公司的集中監(jiān)控器就是采用這種方式的。它的應(yīng)用場合是：客戶想同時(shí)監(jiān)控不只一臺(tái)UPS，而又沒有其它通訊線路，或不允許使用其它通訊線路。六、監(jiān)控方案四基于RS485點(diǎn)-多通訊監(jiān)控1號(hào)UPS2號(hào)UPS3號(hào)UPS4號(hào)UPSN號(hào)UPS（N<32)RS485多機(jī)集中監(jiān)控每臺(tái)UPS的ID地址號(hào)可以設(shè)置.七、監(jiān)控方案五基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的軟代理監(jiān)控

當(dāng)今社會(huì),網(wǎng)絡(luò)普及和技術(shù)發(fā)展速度日新月異，這為我們UPS的監(jiān)控提供的良好的數(shù)據(jù)傳輸途徑。只要我們的UPS能夠成為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，就可以在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的所有區(qū)域內(nèi)接收和發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的監(jiān)控。而TCP/IP協(xié)議又保證了多臺(tái)電腦監(jiān)控一臺(tái)UPS或一臺(tái)電腦監(jiān)控多臺(tái)UPS等各種需求的實(shí)現(xiàn)。要想讓UPS能夠成為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，就需要有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)代理設(shè)備，將UPS的RS232協(xié)議信息轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議、SNMP協(xié)議信息，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。這種網(wǎng)絡(luò)代理可以是軟代理（通過電腦本身的協(xié)議轉(zhuǎn)換），或硬件代理（網(wǎng)卡）。七、監(jiān)控方案五基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的軟代理監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)軟代理方式七、監(jiān)控方案五基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的軟代理監(jiān)控

前面這個(gè)方案中，UPS與電腦采用的是RS232通訊，所采用的監(jiān)控軟件、實(shí)現(xiàn)的功能與單機(jī)監(jiān)控完全一樣。而網(wǎng)絡(luò)通訊的功能實(shí)際上是由安裝在電腦上的單機(jī)UPS監(jiān)控軟件來完成的。如：UPSilon2000就可以將本伸采集到的UPS工作參數(shù)、工作狀態(tài)以TCP/IP協(xié)議的方式送到網(wǎng)絡(luò)中。而所有聯(lián)網(wǎng)的電腦都可以向近端的這臺(tái)電腦要數(shù)據(jù)，也可以下達(dá)控制命令。當(dāng)然，這些控制命令是由近端這臺(tái)電腦轉(zhuǎn)發(fā)給UPS的。也可以在網(wǎng)絡(luò)中其它電腦中安裝客戶端監(jiān)控軟件。它無法監(jiān)視UPS的工作數(shù)據(jù)，但可以接收主電腦發(fā)出的UPS異常廣播。當(dāng)接收到UPS異常的信號(hào)后，可以保護(hù)本臺(tái)電腦。這適合于管理者/普通用戶的分級(jí)管理使用。七、監(jiān)控方案五基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的軟代理監(jiān)控

這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：成本較低，我們只需要賣給客戶RS232監(jiān)控軟件即可。缺點(diǎn)是：監(jiān)控軟件本身是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（一對(duì)一）監(jiān)控，所以遠(yuǎn)端的這些電腦同一時(shí)間內(nèi)只能監(jiān)控一臺(tái)電腦，一旦需要監(jiān)控的電腦很多，就需要頻繁的手動(dòng)換IP地址，十分麻煩，還會(huì)漏掉信息。另一缺點(diǎn)是UPS附近要有一臺(tái)電腦（由客戶自己提供）。這是由于RS232通訊本身的距離限制決定的。八、監(jiān)控方案六基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的硬件代理監(jiān)控八、監(jiān)控方案六基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的硬件代理監(jiān)控

與軟代理方式相比，硬件代理就是通過專門的網(wǎng)絡(luò)硬件代理設(shè)備將UPS送出的RS232信息直接轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議的信息，送入網(wǎng)絡(luò)中。我們將這種設(shè)備叫做網(wǎng)絡(luò)適配器。八、監(jiān)控方案六基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的硬件代理監(jiān)控“鼎堅(jiān)”NetAgent安裝連接方式八、監(jiān)控方案六基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的硬件代理監(jiān)控IP地址設(shè)置八、監(jiān)控方案六基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的硬件代理監(jiān)控登錄IE瀏覽器監(jiān)視、控制UPS，并可進(jìn)行設(shè)置。八、監(jiān)控方案六基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的硬件代理監(jiān)控或用隨設(shè)備配的專用監(jiān)控軟件集中監(jiān)控所有UPS九、監(jiān)控方案七基于電信固定電話網(wǎng)的硬件代理監(jiān)控

此監(jiān)控方案中，網(wǎng)絡(luò)適配器就相當(dāng)于一個(gè)可自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)的Modem，它在設(shè)置好帳戶名和登錄密碼后可用PPPOE撥號(hào)方式自動(dòng)連接入InterNet。由于公共網(wǎng)采用的是動(dòng)態(tài)地址分配，每次登錄的IP地址是不同的，它會(huì)將當(dāng)前的IP地址自動(dòng)用Email等方式通知管理員。九、監(jiān)控方案七基于電信固定電話網(wǎng)的硬件代理監(jiān)控

這種監(jiān)控方案解決了無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的監(jiān)控，它利用了目前更普及的固定電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。連接建立后，它的監(jiān)控方法和監(jiān)控軟件與TCP/IP網(wǎng)監(jiān)控完全一樣。當(dāng)然，它也存在缺點(diǎn)。首先，它還是要有一個(gè)網(wǎng)，只不過是固定電話網(wǎng)而已。而且這個(gè)電話網(wǎng)通道始終處于連接狀態(tài)。其次，動(dòng)態(tài)IP地址分配導(dǎo)致管理員工作的一定麻煩。十、監(jiān)控方案八基于移動(dòng)通訊網(wǎng)的硬件代理監(jiān)控

移動(dòng)通訊網(wǎng)連接不受地形限制，無論市區(qū)、農(nóng)村、高山、路邊，在這些地方使用的UPS，只要移動(dòng)通訊網(wǎng)能覆蓋到，就可以用這種基于移動(dòng)通訊網(wǎng)的硬件代理設(shè)備將UPS接入網(wǎng)絡(luò)中。就象手機(jī)上網(wǎng)一樣。十、監(jiān)控方案八基于移動(dòng)通訊網(wǎng)的硬件代理監(jiān)控

短信告警機(jī)其實(shí)就是網(wǎng)絡(luò)適配器與手機(jī)的結(jié)合體。網(wǎng)絡(luò)適配器本身可照樣實(shí)現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控（當(dāng)然也可以不用這部分功能）；設(shè)備內(nèi)收集到的UPS信息可以通過手機(jī)短信的方