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网络时代的UPS系统
hc360慧聪网通信行业频道 2004-09-10 10:04:15
    随着全球计算机网络的蓬勃发展,网络化、集成化趋势正在以前所未有的深度和广度影响着我们的生活。但是现在的系统集成概念主要体现在计算机网络设备的集成,对其他一些设备的集成考虑不足。UPS电源系统在网络系统、智能大厦等项目中的集成也经常被忽视。传统的UPS系统存在以下的问题:

    (1)单机故障率高,且经常影响所支持系统的持续工作。传统的单机UPS没有备用线路或应急方案,所有的电力供应线路都为单线,一旦发生问题,电力供应中断就在所难免。

    (2)可扩展性差。传统UPS的配置固定,且不能升级,如遇信息系统升级而导致要求提高电力供应能力时,则只有购买新的UPS系统。

    (3)可管理性差。所有的电池或电池组在功能和使用上没有区别,当其中的某一块电池发生故障后,UPS管理系统不能进行及时的关闭和替换,只能报告发生了系统故障,然后由管理人员手工进行更换。

    (4)维护成本高昂。传统UPS系统的维护是一项技术水平要求颇高的工作,仅仅拿最普通的更换电池来说,也要求由专业的技术人员来完成,普通用户根本不可能独立进行。

    目前采用最新技术的UPS不仅仅是一台不间断电源安全和管理设备,而是一个智能的电源系统。它除了包含一般不间断电源的整流、滤波、充电、放电、逆变器等外,还有微处理器控制、自动识别负载类型、电池检测、LCD状态显示、逆变器自动适应调整、风扇速度检测、远程监控系统等等。为了提高电源的可靠性,还提出UPS串联、并机冗余等概念,不仅提高UPS的带载能力,而且提高了其可靠性。

    其次,UPS在为网络内的计算机及设备提供不间断电源的同时,设备管理者也要求方便快捷地检测、控制和管理UPS的使用状况。根据应用的不同需要,定时开关UPS电源、市电故障的报警、自动关掉网络服务器等关键设备。这些需求要求UPS监控软件能适应现代各种电脑网络平台。以SNMP为例,在一个特殊设计的SNMP适配器上附带有SNMPAgent软件和MIB,硬件上还有以太网络接口和RS-232接口。当网管站的请求给SNMPAgent时,SNMPAgent即通过RS-232接口与UPS“交谈”,获得UPS的MIB参数,然后再根据SNMP协议回传资料到网管站。其中传输和接收SNMP的帧(frame)可通过IP或UDP传输协议。通过这个管理程序,网络可以咨询侦测广域网络内的任意一台UPS的状态参数,以SNMP的方式回传道网络站,并转化成图形显示在屏幕上。UPS的SNMP为广域网提供了更加集中式的管理、更加良好的环境监督、网络诊断以及更好的安全性和通用性,为网络连线设备提供了更广的软件保护。

    第三,UPS应考虑与应用环境的集成。在机房、智能大厦等自动化程度较高的电源系统中,对火灾报警信号、温度检测信号、保安系统等能与UPS触点信号连接。当火灾发生时,报警信号启动,紧急关掉UPS,其他信号也可相应对UPS采取不同措施。对于这种情况,UPS应能提供触点信号接口(ContactInterface),以保证整个系统电源安全的要求。

    随着电源技术的发展,UPS电源系统与网络系统的关系更加紧密,已成为系统工程项目中一个不可缺少的环节。系统集成商在项目实施中应充分考虑到UPS电源以及其他设备的集成,使UPS电源与计算机等其他网络设备的管理融为一体,不仅保证系统项目的电源安全需求,又能满足系统项目的电源系统的可管理性和易于维护。

    另一种叫电源阵列(PowerArray)的UPS技术借鉴了存储产品中“冗余”和“阵列”的概念。“冗余”和“阵列”的概念最早应用于服务器的存储系统当中,为了保证服务器中数据的安全以及存储系统具有较大的I/O带宽,在服务器的存储系统中使用多个磁盘同时工作,同一文件被分成多个部分分别存储在不同的磁盘中,当用户读取这个文件时,多个磁盘可以同时工作。这一概念被称为“阵列”。而系统中另外还备有一个磁盘,专门负责对数据进行及时的备份,当阵列中的磁盘一旦发生存取错误时,系统便会自动将备份磁盘上的数据恢复到阵列当中,这便是“冗余”。

    阵列中的所有电源模块将同时负担系统负荷,其地位完全平等,当有某个模块出现问题而停止供电时,其他的模块便会平均承担多出来的电源负载,这是指系统负荷小于UPS系统最大负荷时的情况。但在UPS系统接近满负荷工作状态的时候,任一模块停止工作都将会影响外部计算系统的正常工作,此时冗余设计便会发挥作用。当某个主智能控制模块失效后,系统会立即将失效模块的任务转移到冗余模块上,而且这一过程不用切断电源,完全由系统自动在后台完成,即使是在外部系统满负荷工作的情况下,系统中的用户一点也不会感觉到系统电源出现了问题。冗余模块在功能上不如主智能模块完备,但可承担主智能模块的大部分事务,只要系统管理员及时更换或修复出现问题的主智能模块,系统又可以安全正常地工作。

    另外,热可交换的模块化总线结构也是UPS新技术之一。“总线”的概念原本只在微机系统中才出现,这种结构使微机系统的可扩展性大大加强,因为任何设备只要连接到微机的系统总线上,便能够工作。所有连接至总线的电池模块地位相同,而所有连接至总线的功率模块地位也相同。当某一电池模块发生问题时,其他的电池模块便会增加电量输出,以补充损失的电池模块。而当某一功率模块出现问题时,其他的功率模块便会相应地增加功率输出,以满足外部系统的功率需求。
信息来源:《中国电子报》 
 

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