POWERWARE大型UPS远程报警系统的研究

李延武

(大庆钻探物探一公司研究院 黑龙江大庆)

POWERWARE大型UPS远程报警系统的研究

李延武

(大庆钻探物探一公司研究院 黑龙江大庆)

在地震资料处理系统中,配套的大型UPS作用越来越重要,其功能就是给大型集群计算机系统提供连续不间断的高质量和稳定的电力。为使POWERWARE 9315 UPS系统充分发挥其功能,提高对电网掉电等突发事件的处理能力,必须对UPS进行管理和维护,而实现UPS远程监控管理则是非常重要的手段。

UPS;远程报警;旁路供电;数字化控制

0 引 言

物探研究所处理中心机房引进了两套美国EATON公司的160 KVA POWERWARE 9315大型全数字化UPS系统,为地震资料处理系统的大型计算机系统供电。由于该UPS没有配备远程报警系统,为了保证地震资料处理系统供电的连续和稳定性,及时发现和处理市电掉电和UPS故障,研制一套UPS远程报警系统,使之连接到两套大型UPS上,实现远程监控和报警功能。

1 POWERWARE 9315 UPS工作原理[1]

POWERWARE 9315 UPS是专门为数据处理、过程控制、通讯、研究部门和医院设计的连续运转的UPS。它可以在三种模式下工作,即正常工作模式,电池工作模式,旁路工作模式。POWERWARE 9315 UPS的组成原理如图1所示。

图1 POWER 9315 UPS组成原理框图

如图2所示,POWERWARE9315UPS在正常工作模式下,交流电源提供给整流装置,整流器输出540 V直流电源给逆变器,整流器也给电池组提供充电电流,电流充电状态由监控面板上的状态指示灯监控。如果交流电源突然中断或电压超出UPS的工作范围,那么UPS自动转换到电池工作模式,使负载不中断,当交流电源转到正常时,UPS工作状态重新回到正常工作模式。

图2 POWER 9315 UPS正常模式工作原理图

如果UPS系统变成超载状态,UPS转换到旁路工作模式,当UPS故障状态被清除或者系统操作恢复到定义的电压范围内(340 V～440 V),UPS自动从旁路状态返回到正常工作模式,如果UPS发生内部故障,它也自动转到旁路模式。UPS旁路供电是通过内部开关K4和内部变压器来执行的,旁路工作模式实际上直接使用的是市电,因此这种模式不保护关键负载。在旁路模式下,UPS逆变器没有输出,可以手动把UPS从正常模式转到旁路模式。如果UPS非手动转换到旁路模式,那么,UPS自动试着转换到正常模式(在1分钟内完成3次转换操作,直至转换到正常模式完成)。旁路方式操作是一种正常的操作方式,不是一种报警条件,然而,如果UPS不能回到正常模式,接着会自动转换到旁路方式,报警条件将被记录。如果正在应用的电源临界条件发生或不能达到应用正常电压条件,UPS自动转换到电池方式,在电池工作方式下,电池提供紧急直流电源,使逆变器转变成交流电源[2]。当旁路输入不使能紧急关机报警条件产生,这时UPS只能维持大约2 min。如果输入回到定义的参数范围内,UPS自动回到正常模式下,报警条件清除,然后,UPS不是立刻回到正常模式下,整流器渐渐地增加输入电压,直到回到正常工作模式。POWERWARE 9315 UPS的旁路工作模式如图3所示。

图3 POWER 9315 UPS旁路模式工作原理图

2 POWERWARE 9315 UPS报警系统设计

2.1 远程报警系统材料和部件准备

模拟报警装置2台;控制开关2组;通讯电缆300 m长2根;20 m通讯电缆1根;三芯电源电缆300 m 1根。

2.2 POWERWARE 9315 UPS报警系统制作和安装

首先把2组控制开关分别固定在1号模拟报警装置和2号模拟报警装置的控制面板上,然后,将控制开关的两端跨接在测试开关的两端,使之并联。把两台模拟报警装置用膨胀螺栓固定到值班室墙壁上,将两台模拟报警装置的TB1接线端子1、3脚用短接线对应短接。再把300 m长的通讯电缆及三芯电源电缆从地板下铺设至机房门外,经过天棚至机房值班室。分别把两根通讯电缆信号线一端连到两台UPS通讯板端子TB2的10、12引脚上,另一端对应接在两台模拟报警装置端子TB1的5、6脚。把电源线一端连接在UPS并联输出柜的L1和N端子上,另一端接在报警装置接口的1、3脚上。电路设计简图如图4所示。

图4 Pawareware 9315 UPS远程报警电路设计简图

它的报警工作原理是,当UPS出现任一异常报警信号时,UPS TB2接口上的10和12脚处于导通状态,相当于开关闭合,报警装置此时处于报警状态,报警器开始鸣叫报警,当机房值班人员处理完市电和UPS故障后,手动复位报警系统控制开关,报警信号复位,与UPS通讯口通讯中断,报警装置停止报警。

2.3 POWERWARE 9315 UPS报警系统技术关键[3]

这套自制的UPS远程报警装置实际上实现了报警信号的数字化控制,利用微动开关的通断,来实现报警信号高、低电平的转换,即0→1和1→0的转换,就是高电平导通报警,低电平信号阻断停止报警,它的技术关键是把模拟报警装置改成数字化报警系统。

3 现场实验

在POWERWARE 9315 UPS远程报警装置制作成功以后,我们先把报警器安装在UPS场地配电室门外的墙壁上,这时通讯电缆长度为20 m。把1#、2#UPS的输入开关手动关断,UPS转为电池工作模式,两分钟后,报警器开始鸣叫,下搬控制开关,报警复位,但由于场地配电室门外距资料处理中心机房较远,如果机房值班人员不在UPS场地配电室附近,就无法听到报警声,这时把通讯电缆更换为300 m,把报警器安装在资料处理机房外硬件值班室,一旦有机房用电异常报警,在机房值班室区域范围内可以听得清楚,机房值班人员可在值班室内监控市电和UPS的突然变化,并能及时响应和处理。因此,可以避免UPS掉电不能及时发现和处理,从而保护关键负载。

4 结 论

通过自制POWERWARE 9315 UPS远程报警系统,使大型地震资料处理计算机供电系统功能得到完善,节省了设备购置资金,实用性很强,也使计算机专业技术人员的技术能力得到充分发挥。

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

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

[3] 岳春波,付喜春.UPS产生零地电压的原因及解决方法[J].国外油田工程,2005,21(162)

TP308

B

1004-9134(2011)01-0089-02

李延武,男,1965年生,工程师,1988年毕业于大庆石油学院计算机控制系,1999年毕业于长春科技大学计算机专业,一直从事地震资料处理各类大型计算机和机房场地设备软硬件的维护工作,现在大庆钻探物探一公司研究院从事计算机系统维护和管理工作。邮编:163357,

2010-09-09编辑:刘雅铭)