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UPS管理技术与应用分析

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因为具有了管理功能，使UPS不再是冷冰冰、难以对付的“黑匣子”；也因为具有了管理功能，使UPS成为了网络一个节点，和IT系统走到了一起；还因为具有了管理功能，使系统管理员远在家中就可以对UPS进行监控、设定参数以及关掉服务器；也还因为具有了管理功能，使整个IT系统永不中断变得更加容易……

这就是管理给UPS带来的转变，继而给整个IT系统带来的价值。现在让我们全面地、零距离感受一下UPS管理的力量。

管理已成基本功能

很多企业级产品，技术越成熟、应用越普及其管理问题就越发显得重要，UPS就是这样的产品。目前，管理功能已经成为UPS的基本功能，但很多人对UPS的管理功能还比较陌生，还是先来回顾一下UPS管理功能的用户需求、发展过程以及实现方式。

谈到UPS的管理功能，不能离开UPS自身在网络建设中越来越受到重视这一前提。因为，从宏观来讲，作为Internet和电子商务基础设施的计算机网络系统的高可用性已日益重要，而电力供应的质量和可靠性又是计算机网络系统的基础之一。在影响计算机网络系统可用性的因素中，电源系统和UPS系统起着非常关键的作用，所以，大家已经形成共识：电力的可用性是整个IT系统可用性的基础，而UPS正是保证电力高可用的必备武器。随着IT技术发展和工业技术的发展，以及企业管理水平的提高，对UPS的管理也就有了要求，而且这一要求正在和网络技术同步发展。

APC软件/附件产品经理郭小平先生回顾了UPS管理特性的发展过程，他讲到，UPS管理是以UPS通信端口的发展和UPS管理软件发展为方向。从通信端口方面讲，发展过程是以IT技术发展为轨迹，先是从提供串口通信开始；然后是提供工业标准接口（如继电器信号接口等）；再之后随着互联网的普及，诞生了网络UPS，可以提供以太网接口，实现网络通信、TCP/IP协议以及最近发展到GPRS/GSM通信，提供短信服务。从管理软件方面讲，UPS管理软件也是以计算机软件发展为导向，从实现监视UPS工作状态到实现服务器安全关机以及和系统集成、网络集成软件相协同。

由此不难看出，实现UPS的管理，主要方式是通过UPS提供的各种通讯接口和相关软件。而管理的目的就是要利用计算机网络，对不同区域、不同种类的UPS进行监控，随时了解每台UPS的工作状况，及时处理UPS发生的各种异常情况，确保UPS用电设备的安全运行。

直观的监控面板给管理带来了巨大便利

用户实际的使用状况说明通过UPS管理功能可以方便地实现远程管理

管理功能很丰富

随着应用要求的增高，UPS管理功能也越来越丰富，甚至已经和服务器、网络设备达到同一级别的管理能力。因为在越来越多的网络中，UPS已经成为网络中的一个节点。

UPS最常见的管理功能，是通过RS-232、RS-485、USB、SNMP等方式，与电脑或监控设备实现数据通信，使用户可以在监控界面上十分方便地观察UPS全部运行参数和状态，甚至可以设定部分参数和功能（如定时开关机、历史数据记录等）。另外，据科华公司总工程师陈四雄先生介绍，对UPS的管理还包括很多方面，如智能面板操作功能、工业控制功能和专业远程监控选件等。陈先生做了具体介绍。目前高端的中大功率UPS产品都可以通过面板中的LCD显示板，实现UPS的智能操作和管理，例如可以通过面板选择中英文显示、电池管理功能（例如电池容量测试方式）、查询UPS的环境条件（如温度、电网高低压情况、掉电次数等）以及实现对部分参数的设定等；工业控制功能是指对于在工业应用场合，一般还配备干接点的控制接口，可以在设定的条件下对工业设备进行操作（如电源的通断、工业设备的启动和停止），实现智能工业控制；专业远程监控选件的使用也越来越多，具体来讲就是为了方便工程师对UPS设备的管理，高端的UPS还可以选择专业的远程监控面板，通过RS-485和电话线就可以实现在用户的办公场所直接监视到电源室UPS的运行情况。

那么，UPS提供的这些管理功能对用户的意义有多大呢？“UPS管理功能可以提供用户简单、易用的全面保护。对用户来说，主要体现在傻瓜式的管理，用户可以不用了解UPS的工作原理，通过监控软件就可以全面了解系统的供电情况，当异常发生时，监控软件可以即时提醒用户。通过友好的人机界面，用户可以选择合理的处理方式，保护系统安全。”科士达科技发展有限公司产品经理梁铭先这样讲到。总的看来，通过这些丰富的管理功能，能简化UPS的管理工作，能让基本不懂电源的IT工程师也能轻松管理UPS，并且可以提高UPS系统的可管理性、可服务性、可用性甚至经济性。

下面我们具体来看一下目前技术比较先进的UPS网络监控功能是如何发挥作用的。现在的网络监控模式已经可以通过一套监控软件使用户局域网上的任何一台电脑都能浏览到UPS的工作状态，能够实现失去市电后自动关闭负载，当UPS工作异常时，通过短信、电话或电子邮件的方式及时通知到IT管理员。而管理员也不用亲自到现场就可以解决问题，比如远程登录企业局域网，在线处理问题。如果碰到网络中断的时候，还能够使用电话管理功能将UPS转到旁路、模块隔离、开关机等。

这一优势不仅仅体现在出现故障的时候，就是在平时也可以随时搜集各地资料，以邮件的形式定期向IT管理员呈递报告分析。这样具备了自检、诊断以及故障预警功能，系统管理软件可对UPS状态、配电柜电流、机架温度和湿度、空调运行状态、机柜柜门的开关状态等进行监测，在故障发生前报警，避免了不必要的过载。这就不用“亡羊补牢”了，可以做到防患于未然。

技术的发展永无止境，正像我们前面说过的那样，既然UPS已经作为网络的一个节点，成为整个网络中的一部分，那么负责UPS管理功能的UPS管理软件和相关附件通过各种通讯接口的输入输出，与计算机操作系统、网络管理系统、各种通讯系统的无缝集成，从而实现UPS的全面智能化管理，这是UPS的发展方向之一。谈到发展方向，郭小平先生做了更全面的介绍。首先是最大化的UPS运行时间控制。当市电故障时，IT管理员可以通过远程操作关闭耗电大的非核心设备（如打印机），而保证核心设备（如服务器、路由器等）达到最长的运行时间。可见，采用这种方式不仅可提高系统的可用性，而且可极大地降低系统的耗电量，从而降低系统运行成本。第二，UPS管理功能为安全性要求高的用户提供定时开关机和不同级别的操作权限，防止由于非授权人员的非法操作而引起故障。再有，UPS管理解决方案，要使UPS的安装、管理、维护成为IT管理员的一项日常工作，使UPS的管理不再独立于信息系统之外而需要专业电源工程师，这种变化在很大程度上可降低UPS系统的总体拥有成本，增加其易用性与可管理性，最终确保其持续可用性。

美国可用性研究中心发布的《防止长时间断电时数据丢失或出错》报告指出，采用单个 UPS 保护多台计算机是常见的现象，一种日渐流行的方式是直接通过以太网管理 UPS。UPS 上安装有网络管理卡（包含实时操作系统和硬件看门狗芯片），因而不需要服务器对其进行管理。在该配置中，由于 UPS 自身内置了管理功能，因此，计算机上安装的软件只需包含关机功能即可。

电池管理很重要

大家都知道手机电池对手机的重要意义，UPS系统也一样，在UPS供电系统中，不仅仅电池的成本占到相当大的比率，而且它的健康状态直接关系到系统的稳定运行，所以对电池的管理已经成为UPS最基本的管理功能。

电池管理的目的是提高电池的使用寿命和方便用户准确把握电池的信息，提高UPS产品和电源供给的可靠性。事实上，电池管理问题很多厂家都非常重视，并且都有一些比较有效的方法，下面就拿电池管理的核心问题—充、放电的问题来具体说明。

因为电池精确的充放电管理是延长电池寿命的重要因素，是保证系统供电安全和易用的关键。梁铭先认为，电池管理最基本的是终止电压（EOD）设定。随着UPS电池供电，电池端电压不断下降，当放电降到EOD电压时，UPS自动关机，这样可以更好地保护电池。另外一个常用的增强功能是充电的均浮充控制，通过机内的单片机检查电池状态，智能控制均充时间，达到加快充电过程，又可以达到活化旧电池的目的。在部分高端机型上，还可以对充电电流进一步设定，这样使得不同容量的电池均可以得到合理的充电电流。APC采用了循环电池充电方式对电池进行充电，这种充电方式采用周期式充电方式对电池充电，这样会延长电池寿命，进一步节省了用户在电池方面的投资。并且，APC UPS在充电的时候不但基于时间间隔对电池充电，还会对电压进行控制，这样就加强了电池的安全性，不会因为过度放电使电池电量耗尽。

据陈四雄先生介绍，目前科华公司采用获得国家专利的MMBM电池管理系统来实现对电池的管理，该系统包括装备在机器内部的智能控制软硬件技术及外置的电池组监控器系统。MMBM电池管理系统实现了对电池系统放电的合理保护、电池能量的有效回补、定期的电池激活、单体电池的近程和远程监控、智能和人工电池容量测试、电池的使用历史记录等，使得科华UPS电池使用寿命大幅度提高，并且用户可以十分简洁地实现对单节电池的监控。

伊顿爱克赛公司行业销售经理张福生先生讲到，伊顿爱克赛的9305系列产品具有ABM（高级电池管理）电池管理功能，它是一种典型的充电电池管理过程。在此过程当中，UPS会监测到充电电流小于0.5A时，开始对充电计时两天，并持续两天的浮充过程。此过程结束后，UPS会自动断开充电器，使电池处于为期18天的自由状态。在此期间，UPS随时监控电池的电压状况。如果在7天内出现电池电压下降到某一设定值时，UPS会再次自动启动充电器，并同时发出需要检测电池的报警；如果在18天内电池电压正常，UPS将重复为期20天的ABM过程。此方法可延长电池寿命50%以上，而且具有电池预检测功能，可提前告知用户电池的状态。在电池的放电管理方面，伊顿爱克赛的9315系列产品具有DC expert (直流专家) 电池管理功能。它是一种典型的放电电池管理过程，此过程可由用户自由设定放电期限、放电电流以及放电时长等参数。UPS会以用户设定的参数为标准，自动进行定期的电池放电。在此过程中，UPS会自动收集电池的数据，并与前一次放电数据进行比较，从而精确地计算出目前电池状况下所维持的放电时间。如果在此期间电池电压下降很快，UPS将自动跳出放电过程，结束放电管理，同时发出电池需要维护的报警。用这种方法可以大大增加电池的寿命。

除了充放电以外，郭小平先生还讲到了电池的温度补偿问题，因为电池的使用寿命和周围的环境温度有很大关系，当电池环境温度发生变化的时候，APC UPS会通过电池温度检测探头监测到电池温度，并进行相应补偿，避免了电池因缺乏温度补偿而导致的欠充电或过充电的现象，使电池的实际寿命基本上接近设计寿命。另外，需要提醒大家的是，电池的日常维护也不能忽略，很多技术领先的产品提供了可进行相关设置的菜单，这样可以满足对电池的日常维护，如允许用户在负载正常运行的情况下，对电池进行部分放电、充分放电或定期进行电池自动放电。定期进行电池自动放电是比较实用的设置，如用户可以设置3个月、6个月使UPS自动切换到电池放电状态，并在放电接近结束时自动切换到正常运行模式，在保证系统安全性的前提下，进行电池的保养。

选型部署多留意

产品技术最终都要落实到应用，依赖应用发展起来的UPS管理就更是这样。那么，用户在选择UPS时，从可管理的角度需要注意些什么？部署起来是不是需要在一些方面多留意？

首先，从大的方面讲，用户需要从自身的需求出发，选择合适的管理方案，如弄清楚需要的是本地监控还是远程监控。如果是本地监控，比较简单，有一台电脑即可；如果是远程监控，则需要根据距离的远近选择合适的方案。梁铭先先生给出了如下建议：单机用户可以选择单机版监控软件，通过RS-232接口连接UPS和自己的办公电脑即可，连接简单，不需要专门的知识。如果采用大容量UPS集中供电，用户需要根据管理的不同需求配置相应的设备，如果需要网络监控，则设备现场必须有上网条件；如果没有，可以选择通过电话线上网，这样就必须选购支持Modem的UPS。

其次，UPS是否能提供比较多的可供选择的通讯端口也很重要。一般来讲，很多UPS除了标配以外还可以选配多种接口，并且可以在线热插拔，不用UPS停机即可完成通讯口的添加减除工作。据郭小平先生讲，APC提供的UPS背后都提供多个可热插拔的智能插槽，如同计算机的PCI插槽一样。并且，这些通讯口必须符合工业标准，有非常好的兼容性。另外，这些通讯口（卡）是否支持软件升级和硬件升级也是一个重要的衡量标准。因为它会影响UPS的生命周期，也能保护用户的前期投资。

再有，UPS提供的管理软件要有很好的兼容性，选择的UPS管理软件要能兼容当前比较普遍的计算机操作系统和网络管理系统，能真正意义上实现UPS管理的无缝高度集成。

陈四雄先生讲得很中肯，用户使用UPS的管理功能主要体现在对UPS主机的管理、对电池组的管理以及对交流输入和负载的管理。因此，选择UPS时主要考虑管理功能是否能够有效覆盖上述内容，同时在工程上又要十分方便、经济地实现所需要的管理。有些推荐方案可能看起来很好，但是如果实际使用时成本高或者用户的条件不具备，那么也就失去了价值，例如对于没有建立网络环境的客户，SNMP管理方案就不合适，而独立的远程监控面板是很好的应用方法。

在部署可管理的UPS时，有没有特殊要求呢？我们不能不注意的是，由于当前UPS主要由IT管理员来维护使用，对所使用的UPS系统不易做到全面掌握，为此在部署可管理的UPS时需要使用者和厂家的UPS管理专家进行全面沟通，这样能让厂家全面了解用户的真正需求，但同时厂家也需要向UPS使用者做积极引导，让其了解UPS的所有管理功能并发挥其全面功效。在部署UPS时，郭小平先生强烈建议由厂家工程师来全面负责其方案制定、具体实施、功能测试和方案评估，从而减少因实施人员的能力问题而造成UPS管理功能不能实现或实现不畅。

管理将UPS拉进IT家门

作为电力保护的UPS原本和IT系统的联系并不那么紧密，在很多企业中都存在着“电工部”和“电脑部”，分别负责电力系统和IT系统，一般UPS归前者管理。但现在的趋势是，随着IT系统在企业中发挥的作用越来越大，为保证IT系统不中断，UPS越来越向IT系统靠拢。UPS管理功能的出现和日益完善，使UPS已经成为网络中的一个节点，这也加速了靠拢的进程。机架式UPS销量逐年增加就是最好的说明。

那么，UPS的管理如何能够更好地和网络管理集成在一起？现在流行的方式是，通过SNMP协议转换卡，UPS以一个网络节点的身份接入到网络中。这样，一方面实现了设备运行过程中自我状态的监控，对一些故障现象进行预处理。当市电异常时，可即时弹出告警界面或自动中止各种程序的运行，自动存盘保护应用程序，并通过Modem 向管理员发送E-mail、传呼、语音等，及时通报信息，避免因电力突然中断而造成损失。另一方面，用户可以在计算机和网络中的各个节点上实时监控UPS系统的运行状态，例如输入/ 输出电压、电流和频率、UPS的电池组充电和放电、UPS输出功率及有关故障/报警信息等，从而采取有效的应对方式。

另外，值得关注的是，一些传统的UPS厂商已经不仅仅提供单纯的UPS，而是将UPS作为系统中的一部分推出整体方案，如APC推出的NCPI（网络关键基础物理设施）、艾默生推出的机房一体化等。我们注意到，管理功能在这些方案中都占据了重要位置。

未来的一个趋势是，与UPS管理相关的技术已经与Internet和IT技术的发展保持同步，UPS已经进入了IT家门。相应的，一些用户已经将UPS从“电工部”转到了“电脑部”。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/14/2005)


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